作者：崔雪芹?

鄒才能院士與冬奧火炬合影。（鄒才能供圖）

冬奧賽事正在如火如荼進行中。在眾人熱議的諸多“沒想到事件”中，當(dāng)然包括北京冬奧會的開幕儀式上，火炬“飛揚”的小火苗成為本屆冬奧會的主火炬。與往屆奧運會大量使用液化天然氣或丙烷等氣體作為火炬燃料不同，北京2022年冬奧會首次使用氫能作為火炬燃料。

首次采用氫能作為火炬燃料，最大限度減少碳排放，向世界展示了中國綠色低碳的發(fā)展理念。近日，記者專訪了中國科學(xué)院院士、中國石油深圳新能源研究院院長鄒才能，他向大家解密了他帶領(lǐng)的綠氫團隊如何在最短的時間內(nèi)完成技術(shù)攻關(guān)?！啊畾溲b上陣必將成為冬奧史冊上濃墨重彩的一筆?！?鄒才能告訴《中國科學(xué)報》。

綠氫火炬“一起向未來”

《中國科學(xué)報》：北京冬奧會火炬首次用綠氫作為火炬燃料，請問您作為綠氫核心技術(shù)負責(zé)人，這項工作共有多少單位多少人參與？何時接到任務(wù)，用了多久完成？

鄒才能：我們早在2012年，在集團公司內(nèi)部率先組建了納米技術(shù)研發(fā)團隊，這支團隊在金旭博士的帶領(lǐng)下，超前開展了綠氫、儲能等新能源材料技術(shù)的研發(fā)。2017年，在電解水和光解水領(lǐng)域取得重要突破，經(jīng)過5年的研發(fā)和儲備，已經(jīng)具備產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。

2020年6月，重新組建了一支20余人的氫能技術(shù)研發(fā)團隊，專業(yè)從事綠氫制備、儲運和應(yīng)用等的技術(shù)攻關(guān)。

本次任務(wù)時間緊迫，是在2021年12月20日接到的緊急任務(wù)，要求利用電解水制氫裝置生產(chǎn)綠氫直供冬奧。此時距離綠氫供應(yīng)的要求時間只有短短的一個月，任務(wù)非常艱巨，必須全力以赴，容不得半點閃失。

中國石油高度重視，生產(chǎn)運營部等職能部門統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，勘探開發(fā)研究院精心組織科研管理處、計劃財務(wù)處、新能源研究中心等部門和單位，成立以熊波、金旭、李建明等14名科研人員為核心的技術(shù)團隊和保障團隊，進駐勘探院廊坊科技園區(qū)。團隊克服了重重困難，日以夜繼，用了一個月左右的時間，完成全部準(zhǔn)備工作。

1月25日，綠氫團隊完成制氫和加注裝置試驗，經(jīng)過系統(tǒng)參數(shù)調(diào)試和檢測后，26日一早正式向冬奧會專用高壓氫氣瓶組中充裝綠氫。1月30日，中國石油綠氫瓶組運抵冬奧會張家口賽區(qū)，經(jīng)過專業(yè)檢測，達到開幕式火炬臺使用標(biāo)準(zhǔn)。2月4號首次點燃了太子城火炬。

《中國科學(xué)報》：請談一下在您看來，奧運歷史首次實現(xiàn)使用綠氫火炬有何重要意義？

鄒才能：在當(dāng)前力爭實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的大背景下，綠氫行業(yè)正迎來蓬勃發(fā)展的新機遇。盡管當(dāng)前仍然面臨著諸多挑戰(zhàn)，但隨著未來可再生能源發(fā)電成本的下降與綠氫全產(chǎn)業(yè)鏈的規(guī)模發(fā)展，考慮到化石能源短缺、碳稅增收、環(huán)境污染等因素，綠氫將逐漸具有價格競爭優(yōu)勢，預(yù)計2030年以后將實現(xiàn)規(guī)模化利用。

此次中國點燃冬奧歷史上首支綠氫火炬，不僅向全球彰顯了我國新能源領(lǐng)域的技術(shù)實力，更創(chuàng)造了冬奧火炬用能歷史，首次實現(xiàn)燃料生產(chǎn)到應(yīng)用全過程碳零排放，踐行了科技奧運、綠色奧運的理念，承接了北京冬奧會“一起向未來”的美好愿景，響應(yīng)了世界“低碳環(huán)?！钡奶栒?，賦能冬奧，氫裝上陣必將成為冬奧史冊上濃墨重彩的一筆。

兩次綠氫生產(chǎn)加注

《中國科學(xué)報》：在研發(fā)過程中，有何技術(shù)瓶頸？最難的技術(shù)攻關(guān)是什么？

鄒才能：一是專業(yè)人才嚴重匱乏。大家都知道，勘探院在油氣領(lǐng)域的研發(fā)實力雄厚，但是在新能源領(lǐng)域，尤其是氫能領(lǐng)域，專業(yè)人才非常稀缺。我在10年前，就著手開始創(chuàng)建了納米油氣工作室，先后引進3位專業(yè)技術(shù)人才，組建以新材料開發(fā)利用為方向的核心團隊，超前開展了綠氫、儲能等新能源材料技術(shù)的基礎(chǔ)研發(fā)。

二是研發(fā)設(shè)備和場地缺失?？碧皆旱闹鳡I是油氣行業(yè)，新能源開發(fā)利用的評價測試平臺基本缺失，要研發(fā)綠氫等新能源，必須要設(shè)備和場地。我們只能前往高校、科研院所、企業(yè)參觀調(diào)研，逐漸引進研發(fā)最為迫切需要的相關(guān)儀器設(shè)備，同時在北京和廊坊兩地都建立了實驗室。

三是開發(fā)方向選擇困難。中國石油新能源方面起步較晚，如何選擇開發(fā)方向是當(dāng)時面臨的現(xiàn)實的題。我們在2019年，開展國內(nèi)、國際合作，先后和北京大學(xué)、中國科學(xué)院、德國能源署等機構(gòu)開展技術(shù)攻關(guān)，逐漸掌握了氫能產(chǎn)業(yè)中的核心關(guān)鍵技術(shù)，理順并把握了綠氫的開發(fā)方向。

四是周邊質(zhì)疑的聲音不斷。實際上，我們的新能源團隊和油氣團隊一樣，都是非常嚴謹認真，超前儲備新能源技術(shù)。例如，我們初次獲得電解水催化劑材料降低分解水過電勢的實驗結(jié)果，團隊成員反復(fù)進行了幾十次的實驗合成和累計幾千小時的性能測試，力保材料性能數(shù)據(jù)的穩(wěn)定可靠。堅持不懈才有了這次冬奧會上唯一的綠氫。

《中國科學(xué)報》：用這么小的綠氫火炬，團隊給與的支撐是什么？是更簡單還是更復(fù)雜？多久加一次氫？

鄒才能：氫能團隊披荊斬棘，助力北京冬奧會如期開幕。第一，改善地面及墻面陳舊老化的問題，完成場地改造，保障了實驗場地安全性；第二，沖破大雪等環(huán)境因素為制氫系統(tǒng)組裝與場地建設(shè)帶來的巨大阻礙，順利完成制氫設(shè)備、緩存罐與加注裝置間的系統(tǒng)管路連接與保壓測試；第三，針對場地具體條件，安裝并調(diào)試撬裝式電解水裝置，優(yōu)化場地水電氣路系統(tǒng)，保障了供氫的萬無一失。

為保障火炬加注順利實施，團隊高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量完成了電解水制氫裝置橇裝化設(shè)計改造、屋頂光伏鋪設(shè)、示范場地水電氣連接與環(huán)境改造等前期工作，做到24小時全程參與值守。

在加氫過程中，為確保生產(chǎn)和加注過程萬無一失，綠氫團隊兩人一班，每隔一段時間進行一次制氫加氫全鏈路泄漏排查和充裝進度記錄。

為響應(yīng)綠色辦奧理念，本次火炬用氫量較少。我們開發(fā)的綠氫制備系統(tǒng)，主要是用于科研及示范推廣，設(shè)計的產(chǎn)氫量也不高。這種小氣量的充注，為氫氣的高壓加注增加了很大的難度。我們采用的光伏電制備綠氫，計劃在冬奧會與冬殘奧會期間完成兩次綠氫生產(chǎn)加注。

提供關(guān)鍵預(yù)警

《中國科學(xué)報》：科研過程中有沒有特別難忘的經(jīng)歷或事，能否講一下？

鄒才能：我們團隊剛進入這個行業(yè)，印象最深刻的是儀器設(shè)備熟悉，了解它們的功效，許多東西都是邊請教邊鉆研邊研發(fā)。一開始接觸綠氫電解水裝備，了解到核心是自主開發(fā)高性能的電催化劑材料，為了獲得一種催化活性高、穩(wěn)定性好的催化劑材料，多次在節(jié)假日，組織討論替代常規(guī)鎳催化劑的方案，并開展真實工作環(huán)境對其性能評價。

在大家的不懈努力下，我們終于研發(fā)出了具有更高活性與壽命，適用于商品化電解水裝置的新型鎳鐵催化劑。

面對綠氫生產(chǎn)，賦能冬奧的艱巨任務(wù)，我一開始就在猶疑，是采用成熟的電極材料，還是自主開發(fā)的電極催化劑材料。通過多次和團隊溝通，反復(fù)確認可能失敗的概率和結(jié)果后，頂著壓力使用了自己的電催化材料。

2022年1月22日，廊坊地區(qū)突降大雪，地面積雪深度沒過腳踝。由于低溫超出預(yù)期，已經(jīng)做好保溫措施的制氫設(shè)備水管仍然出現(xiàn)結(jié)冰堵塞現(xiàn)象。項目組成員立即對全部可能堵塞位點逐一排查，通過加熱槍和鋪設(shè)伴熱管保證供水系統(tǒng)暢通，保障制氫流程順暢。

此外，厚重的積雪也“襲擊”了屋頂光伏設(shè)備，嚴重影響電解水制氫設(shè)備的電力供應(yīng)。李建明博士急中生智，從庫房找到鼓吹機，背著設(shè)備爬上了5米高的梯子，清理屋頂光伏板積雪，讓陽光可以照射光伏板。

1月28日晚11點，輪班值守人員金旭博士和李建明博士在詳細巡檢過程中發(fā)現(xiàn)，冬奧儲氫瓶的集裝格支撐輪因為一直處于寒冷和積雪環(huán)境，輪子與集裝格連接處多處出現(xiàn)裂縫，在移動過程中存在極大的脫落風(fēng)險，為高壓氫氣瓶運輸過程造成極大的安全隱患。

他們意識到這一問題的嚴重性，及時聯(lián)系河北銷售運輸公司同事為集裝格支撐輪組做好修復(fù)方案設(shè)計，同時立刻向公司冬奧保障組進行匯報，為冬奧會賽區(qū)其他供氫瓶組出現(xiàn)類似問題提供了關(guān)鍵預(yù)警。