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。
▲孫崇正
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(nèi)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(nèi)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(nèi)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?!?/p>
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?!睂O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?!闭勂鹱约旱目蒲薪?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,在第75屆聯(lián)合國大會上,中國公開宣布將力爭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)?;l(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?!闭趶氖虏┦亢笱芯康膶O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?!睂O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?;茉吹吞几咝Ю谩⒈U蠂夷茉垂踩?、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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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?!睂O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?!?/p>
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(nèi)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?!睂O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!”