汇聚院士智慧成果 共谋智能管道发展

黄维和李阳□本报记者张楠

本报通讯员范兴驰尹倩

7月30日,中国工程院院士、油气储运工程专家、教授级高级工程师、全国“五一劳动奖章”获得者黄维和,中国工程院院士、教授级高级工程师、博士生导师、油气田开发地质和油田开发专家李阳,在青岛举行的2019山东省石油天然气管道智能化发展论坛上分别作了主旨演讲。两位院士立足各自专业领域,紧密结合山东油气管道智能化建设实际,提出了许多专业化、建设性的宝贵意见建议,为山东省加快构建本质安全、智能高效的现代化管道运行体系拓展了思路、提供了借鉴。

智慧管网建设

将推动能源融合发展

□黄维和

进入21世纪以来,全球科技创新进入空前密集活跃的时期,新一轮的科技革命给我们带来两个方向的变革,一方面是推进能源生产和消费革命,构建清洁低碳,安全高效的能源体系；另一方面是推动互联网、大数据、人工智能和实体经济的融合。两大变革会给我国油气管网发展产生深远的影响。

未来,太阳能、风能、水能为代表的可再生能源将逐步成为能源的主体,能源结构正发生深刻变化。当前,第四次工业革命方兴未艾。这是以互联网产业化、工业智能化、工业一体化技术为代表,以人工智能、新型信息技术等虚拟现实为主的全新技术革命。我国《新一代人工智能发展规划》确定,到2030年人工智能理论、技术应用总体达到世界领先。

中国工程院提出我国能源革命三步走战略:扩大天然气利用；加快可再生能源发展；持续减少化石能源供给。这其中有两个要点,一个是以信息技术和新能源技术为代表的技术革命为先导,实现新技术与新能源有机融合,推动能源革命；二是利用天然气清洁、高效、易储存等特点,与可再生能源融合发展。

到本世纪中叶,我国油气管道总里程预计超过30万公里,如何建成“资源多元、运行高效、安全可靠”的现代化油气运输体系面临着能源革命和工业革命两大挑战。

探讨油气管网智能化发展方向,首先要明确智能化发展的概念。智慧管网应当具备四大能力,全方位感知、综合性预判、一体化管理、自适应优化。工业系统人工智能需要工业互联网平台的支持。目前,油气管道智能化发展还有相当多的关键技术需要攻关,主要有4个方向,管道数字孪生体构建与应用技术研究、油气管道线路和站场感知技术研究、油气管道大数据挖掘与智能评判技术研究、智慧管道知识库构建与综合决策技术研究。

工业互联网与人工智能发展将促成化石能源以及可再生能源的生产、运输、存储、销售及贸易深度融合,构建一个新的能源互联网。随着化石能源向可再生能源过渡,能源互联网的发展将推动多能互补,建立能源发展的未来模式。其中,电网和油气管网将作为“广域网”,以城市配气网、配电网、分布式能源、热网等为“局域网”采用分散自治协同模式,达到能源按需传输和动态平衡,实现多种能源纵向优化配置和横向多能互补。

总体看来,我国能源互联网发展应以能源革命为统领,立足整个能源系统的升级,统筹发展传统能源与可再生能源,将传统能源纳入能源互联网的范围。在这个过程中,要发挥天然气储能优势,支持可再生能源及分布式能源发展,将各类能源生产与消费主体纳入工业互联网,实现智慧管网与能源互联网有机融合。天然气管道的智慧化建设,将作为化石能源向可再生能源过渡的桥梁,推动实现能源融合发展。

油气管道智能化

将是未来的发展方向

□李阳

目前,世界能源结构以煤炭、石油、天然气和可再生能源“四分天下”,化石能源仍是世界能源供应的主要来源,石油需求持续适度增长,天然气消费快速发展,预计2040年左右消费量将超过或与石油持平,世界能源将从石油时代进入天然气时代。未来较长一段时期内,我国石油和天然气消费仍将持续增长,作为原油、天然气和成品油最主要的运输方式之一,管道的建设也将呈现出一个快速发展的状态。

截至2018年底,我国油气长输管道总里程13.6万公里,其中,天然气7.9万公里,原油2.9万公里,成品油2.8万公里。山东省作为油气管道大省,油气长输管线总长度1.26万公里,约占全国总里程的十分之一,在承担省内油气保障供应的同时,肩负着华东地区乃至全国油气输送的任务。

自2003年冀宁联络线首次提出数字化管道建设目标后,我国数字化管道经历了初级阶段、推广阶段和成熟阶段,目前已经迈向智能化管道建设阶段,管道智能化将是未来管道的发展方向。2013年“11·22”事件后,中国石化开启了智能化管道的建设工作,建立了涵盖日常业务管理、安全隐患、应急响应、运行监控、综合分析预警等5个业务领域的统一管理平台,管理中国石化51家企业、3.4万多公里的长输和厂际管线,实现了管道的数字化、可视化,实现了管道隐患动静态管理,实现了突发事件的应急管理,全面提升了中国石化管道的管理水平。

油气输送管道的发展还有相当多的问题和关键技术需要攻关。管道规划、建设和管理方面,与发达国家相比油气管道总体规模偏小,布局结构仍需进一步优化,建设和运营管理难度不断加大,管道建设技术水平仍存在差距；智能化发展方面,还应加强新型的智能传感技术、基于数字孪生体的实时动态仿真技术、油气管道数据挖掘和智能决策技术及管道工业互联网技术等方面的研究。

随着新兴技术的成熟和相关政策的落实,利用边缘计算、大数据和人工智能等信息技术,建立管道工业互联网平台,通过智能化设计和工程建设的全数字化交付,提升全面智能感知水平,构建有生命的数字孪生体,实现生产运行优化、管道管理的多业务集成及全生命周期管理,保障油气管道高质、高效、安全运行,为油气管道高质量发展提供支撑。

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