用科技創(chuàng)新為新能源儲運“加速度”

成長之路

出生于1993年的山東科技大學儲能技術學院教師孫崇正，剛剛度過自己的而立之年，依然是一副陽光大男孩的模樣。他熱愛運動，充滿活力，作為學院籃球隊的成員，他在賽場上永遠是不知疲倦、拼搏上游的那一個，而他把這種不甘人后、永遠爭先的勁頭同樣用在了能源儲運的科研事業(yè)當中。

十多年前填報大學志愿時，孫崇正就展現(xiàn)出了高出同齡人的眼界和志向，他預測隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，油氣資源將成為一個國家強盛的“底氣”，無論是百姓生活還是國防經(jīng)濟，對于油氣的需求都將日益增長。所以他選擇報考了被譽為“石油科技人才搖籃”的中國石油大學（華東）。

這是在國內最早建立油氣儲運學科的高校，也是第一個獲得博士學位授予權的油氣儲運學科點。進入大學后，一個全新的世界展開在孫崇正的面前。在學校里，他起早貪黑，努力汲取學科精華，打下扎實的理論基礎。他對于油氣儲運研究的興趣越來越強烈，節(jié)假日幾乎都是在圖書館和實驗室度過的，而隨著時間的推移，于興趣之外，在他內心深處更生出了一種作為油氣科研人員為國為家的責任感與使命感。

由于孫崇正出色的成績和表現(xiàn)，他本科畢業(yè)后直接攻讀博士學位。在此后的幾年里，他師從李玉星教授，圍繞氣體儲運與安全難題進行了全面、系統(tǒng)的研究工作，研究方向涵蓋了氫能儲運技術、液化天然氣儲運及利用技術等多個領域。

在孫崇正的眼中，導師李玉星教授嚴肅認真、求實嚴謹，既是良師，又是益友。“當年我很稚嫩，是李老師給了我很多學術上的指導和生活中的關懷。”孫崇正回憶道，“我寫第一篇英文論文的時候，李老師大到結構內容，小到標點符號，都做了非常詳細的修改，給我耐心地講解，這讓我在后面的論文撰寫中，少走了很多彎路。”

在導師的指導下，孫崇正在博士期間就開始擔起重要課題的攻關任務。深海開采天然氣在船上直接進行液化，因為相較于氣體儲運而言，液體儲運占用空間更小，也降低儲運過程的難度。但是，由于在海上，要面對風浪對于船舶晃蕩影響這樣一個瓶頸問題，孫崇正需要研究海況對于整個系統(tǒng)的影響，尤其是海上晃蕩工況對于主低溫換熱器流動換熱的影響規(guī)律，通過理論分析和結構優(yōu)化，進而提高整個浮式天然氣液化工藝系統(tǒng)的海上適應性。

在這段攻堅克難的科研過程中，遇到困難和障礙是家常便飯，有時候，會卡在一個難題上很長一段時間百思不得其解。除了查閱資料，向導師請教之外，孫崇正還積累了豐富的破解難題的經(jīng)驗。他主張學科研究要跳出原來的思維束縛，“儲運工程涉及多個領域，包括自動化、物理、土木、機械等各個學科的交叉融合。要跳出原先的小學科，進入大的科學體系里去。”孫崇正總結道。

“創(chuàng)新靈感不是憑空就來的，只有多看文獻、多思考、多做實驗、多交流，才能擦出創(chuàng)新的火花。”談起自己的科研經(jīng)歷，孫崇正深刻地意識到做研究需要與時俱進，不能閉門造車，為此，他一直積極吸收國外的先進技術與理念，閱讀國外文獻，學習外國同行做科研的思維方式、分析解決問題的方法。博士期間，他到英國卡迪夫市參加國際能源大會，與國際學者們討論LNG換熱器的前沿進展。這段經(jīng)歷讓他受益匪淺，不僅開拓了自己的學術思路，了解到國外最新的研究動態(tài)，而且國際同行對他科研工作的認可與贊賞也給了他更多的信心。

做對國家有用的科研

孫崇正博士畢業(yè)的前一年（2019年），氫能作為新能源首次被寫入《政府工作報告》，成為國家能源戰(zhàn)略中的重點發(fā)展對象。而在孫崇正博士畢業(yè)那一年，習近平總書記在第75屆聯(lián)合國大會上，公開宣布中國將力爭2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和。

綠色、低碳、清潔成為能源發(fā)展的主導趨勢。氫能的開發(fā)與利用正在引發(fā)一場深刻的能源革命，氫能成為破解能源危機，構建清潔低碳、安全高效現(xiàn)代能源體系的新密碼，也成為助力我國實現(xiàn)“雙碳”目標的重要路徑。但不可回避的是，和西方發(fā)達國家相比，我國氫能產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初級階段。在氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展涵蓋“制-儲-輸-用”的全鏈條中，儲運環(huán)節(jié)尤其滯后，如何提高儲運效率和氫氣品質是氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展的重大瓶頸。

“這既是能源轉型，也是國際戰(zhàn)略，發(fā)展氫能是中國一定要走的路。”正在從事博士后研究的孫崇正敏銳地意識到隨著我國對氫能行業(yè)的重視不斷提高，安全、高效、低成本的儲運氫技術將成為實現(xiàn)氫能商業(yè)化應用的關鍵。他篤定，氫的儲存和運輸作為氫能產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)，高度依賴技術進步，而提升我國氫能輸運與利用的創(chuàng)新水平，不僅可以為我國“雙碳”目標的實現(xiàn)提供技術支撐，而且對提升我國能源產(chǎn)業(yè)的國際競爭力和影響力至關重要。

國家的需求就是向科技工作者吹響的沖鋒號角。孫崇正為了響應國家的號召，決定調整自己研究方向的重心，從油氣能源向新能源，特別是氫能源領域轉型。2022年年底，他博士后駐站加入山東科技大學儲能技術學院。在學院領導和老師們的幫助下，孫崇正對于新能源和儲能方面有了更深一步的理解和掌握。他一頭扎進關于氫能、儲能等新能源業(yè)務應用的基礎理論研究和技術研發(fā)中，并承擔起多項國家級科研項目攻關。

氫能的研究主要通過實驗和數(shù)值模擬相結合的方法來進行，它與孫崇正之前的“老本行”天然氣液化儲運有一定的共同點，都需要低溫液化，一些流程關鍵設備在形式上也是相似的，但是又有很多獨到之處。

“我現(xiàn)在的研究與其說是一個新的開始，不如說也是對之前研究的一種延伸。”孫崇正表示，當下，風電和化石能源制氫技術正不斷發(fā)展，加快深海氫能產(chǎn)業(yè)布局對解決海上風電并網(wǎng)等難題、促進深海化石能源低碳高效利用、保障國家能源供應安全、實現(xiàn)“雙碳”戰(zhàn)略目標具有重要意義。浮式氫氣液化裝置通過將氫氣在海上直接液化并裝船運輸，簡化了海上氫能的儲運過程，具有輸送效率高、設備使用靈活等優(yōu)勢，是實現(xiàn)深遠海大規(guī)模氫能儲運的有效途徑，因此具有重要的戰(zhàn)略需求。

相較于之前研究過的浮式天然氣液化裝置（FLNG），浮式氫氣液化裝置（FLH2）中氫氣和制冷劑的多相能質耦合傳遞過程更為復雜。為了解決浮式氫氣液化裝置面臨的瓶頸問題，孫崇正構建起浮式氫氣液化系統(tǒng)中孔隙通道內正-仲氫冷凝液滴的尺寸與行為預測模型，揭示出多孔介質內正-仲氫轉化與氫氣冷凝的耦合作用微觀機理，以及研究通道內正-仲氫冷凝與通道外液氫溫區(qū)非共沸制冷劑降膜蒸發(fā)的雙相變耦合換熱特性，揭示晃蕩條件下抑制液氫再汽化發(fā)展的優(yōu)勢機理，提出通道內外協(xié)同強化傳熱措施，為加快推進浮式氫氣液化裝置的國產(chǎn)化進程提供理論支撐。

“一旦關鍵科學問題凝練好了，剩下的就是朝著既定方向堅定前進了。”孫崇正主張仰望星空，但腳踏實地，“做科研要從整個國家戰(zhàn)略角度的大處著眼，但從小處著手，找好突破口，進行一系列的踏實工作。”

在過去一年里，孫崇正以第一申請人身份申請了5項發(fā)明專利，涉及深海氫能儲運、液化及產(chǎn)業(yè)鏈各個方面。他還在山東科技大學取得了技術經(jīng)紀人的證書，培訓內容涉及財務金融基礎、技術轉移法規(guī)、技術交易需求分析、科技成果標準化評價等實操性較強的課程。有了這個資格，孫崇正將積極參與到氫能等新能源與企業(yè)對接和成果轉化工作之中，對于促進科技成果產(chǎn)業(yè)化、提升國家創(chuàng)新體系整體效能具有重要意義。

不久前，山東科技大學西北研究院在寧夏銀川正式揭牌運營，作為深化東西部科技合作、推動科技創(chuàng)新和產(chǎn)學研深度融合，為地方經(jīng)濟發(fā)展提供有力支撐的一次行動。孫崇正也將扎根在西北進行科研工作，對他而言，這將又是一次難得的閱歷與錘煉。“海闊憑魚躍，天高任鳥飛。”孫崇正對于未來充滿了期待，他說：“能參與到這樣一場宏大的國家發(fā)展洪流中，貢獻出自己微薄的力量，這真是人生可遇而不可求的機遇，我會加倍努力！”