9月初，暑气还没散尽，好博·体育(中国)官方网站 - HAOBO SPORTS青年教师张琦从试验场回到办公室，还在对着数据复盘。两个月前，作为学校安全学院院长周刚团队的一员，张琦在零上45摄氏度的酷暑中完成了一组实验——重复去年冬天零下20摄氏度时做过的全球首次高压大口径氢气管道泄漏喷射火与爆炸试验。

“结果还真不一样。”张琦说，“温度对氢气爆炸的影响，比我们想象的复杂得多。”这次，团队成员拿到了不同温度、不同浓度、不同点火位置下一系列完整的爆炸数据。以前国内最大也不过是小几十立方米氢气爆炸，他们是超200立方米的氢气爆炸，这种大尺度的爆炸数据，以前没人拿到过。

为什么要做这个危险的实验？氢能是清洁能源，被看作实现“双碳”目标的重要路径。西部有大量的风电、光伏，用这些绿电制成绿氢，再通过长输管道送到东部，相当于把西部的风光变成“绿色能源”送到千家万户。管道输送是实现氢气大规模、长距离运输的关键。但氢气可泄漏且易燃易爆，安全怎么管？泄漏后扩散多远？点燃后爆炸威力多大？安全距离是多少米？

这些问题，没有现成答案，以前没人做过这么大尺度的实验。

遥控“点燃”1.2万方存量的高压氢气

2025年12月7日，国家管网集团西部管网公司联合中国安全生产科学研究院，在位于新疆哈密的国家管网集团管道断裂控制试验场，实施了国内首次全尺寸高压纯氢管道喷射火系列试验。这个试验场是世界第三座、亚洲唯一一座管道全尺寸爆炸试验基地。

张琦是这套全尺寸实验系统的总设计师之一。当时张琦正通过校派访问担任中国安全生产科学研究院危险化学品储运安全所的访问学者。

试验场里，一条77米长、管径1.4米的高压氢气主管道静静躺在戈壁滩上，储氢能力达到1.2万标准立方米。实验设置了4种泄漏孔径、3个压力等级、3个喷射方向。泄漏口周围布设了热辐射计、压力传感器、高速摄影机等设备。

“以前国际上做这类实验，管道只有10米长。”张琦说，“用小尺度的数据去推算大管道的事故后果，误差太大了。”

没人做过这么大尺度的氢气喷射火实验，每一个环节都要从头设计。从氢气车接出来的注气管道，到77米长的主管道，再到分出不同孔径的支管系统，光阀门就装了几十套，每套至少两道阀。管道内原本充满空气，直接注氢气会形成爆炸性混合物。团队采用“胀压法”将氢气纯度提升到99.99%以上。每一次胀压，都要放掉价值数十万元的氢气。“这些钱不能省。”张琦说，“科学实验不能有‘差不多’。”

整个试验场光测控电缆就铺设了超过15公里，各种设备一次性布设到位，在此类试验的设计上首次实现了全程泄漏、点火、测试全链条无人化作业，实验期间现场不进一人——一旦发生意外，人在现场没有任何生还可能。

最令人捏把汗的是点火。氢气从高压管道喷出后，射流速度极快。放在纯氢气区域，点不着；放在纯空气区域，也点不着。只有放在氢气和空气混合的那个浓度适当的区域，才能点燃。团队提前做了大量数值模拟工作，据此设置点火位置。对于小口径泄漏情况，首次提出了采用远控汽油喷火无人机进行点燃，提高点火概率，正式试验前反复训练精准控制无人机喷火方向，即便如此，意外还是发生了。有一次，无人机点火后，爆炸瞬间产生的电磁干扰切断了通讯信号，无人机失去控制，直接飞进了火里。

将管道中的氢气放出来，或快速点燃，或混合后引爆，然后寻找答案。这个实验，张琦和他的团队从夏天做到了冬天，又从冬天做到了夏天。

团队成员博士研究生魏志凯回忆，“冬天的时候，戈壁滩上的风刮在脸上跟刀子一样，戴着头套只露两只眼睛，还是扛不住。”2026年6月到7月，他们又回到同一片戈壁滩，在零上45摄氏度的酷暑中补充实验。太阳底下，风都是热的。唯一能喘口气的地方，是一个半地下的设备间——那里有一台给昂贵数据采集设备降温的空调，人跟着沾了点光。

“冬天做了一组，夏天又做了一组，差了65摄氏度。”张琦说，“本来只是想补充几个数据点，结果发现温度的影响比预想的大，反倒成了一个新发现。”

这场实验的意义，远不止于学术层面。

2022年，国家发改委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划（2021—2035年）》，明确提出统筹推进氢能基础设施建设。但是没有实验数据，就没有设计依据；没有设计依据，就没有安全标准。新疆戈壁滩上那一道道火光背后的数据，将有力成为这些标准体系的重要支撑。

一支“冲一流”的安全团队

张琦的底气，来自一支正在“冲一流”的学科团队。

他所在的好博·体育(中国)官方网站 - HAOBO SPORTS安全学科，七十多年来一直在跟“安全”较劲。早些年较劲的对象是矿山里矿工头顶的岩石和脚下的水——前辈们创立了“实用矿山压力理论”，提出了预防底板突水的“下三带”理论，研发了国内首套具有自主知识产权的“智慧矿山”系统。如今，安全“战场”扩大到了氢能储运安全上。

场景在变多，不变的是服务国家战略的底色。从矿山安全到氢能安全，一代代学者们传下来的是一种“国家需要什么，安全研究就指向哪里”的传统。这个学科在全国第五轮学科评估中，稳居国内安全学科第一方阵；2023年入选山东省“811”项目A类潜力学科；2026年入选山东省高等学校优势特色学科一流学科建设项目，学校在政策、人才引进上全力保障。

张琦是这支队伍里的年轻人。从北京理工大学爆炸科学与技术全国重点实验室博士毕业后，他来到好博·体育(中国)官方网站 - HAOBO SPORTS任教。采访中，张琦多次提到团队背后的“定盘星”——安全学院院长周刚——作为团队带头人，周刚多次亲赴哈密试验场现场指导，从实验方案论证、测控系统布设到点火时序设计，每一环节都与团队反复推敲；每一次试验结束后，他又和大家一起复盘数据、调整参数。学院则在科研经费、研究生配备和跨学科协作等方面给予全方位保障，让团队成员能够心无旁骛地扎根戈壁滩。“没有学院的支撑，我们不敢碰这么大规模的实验。”张琦说。

在前辈学者的悉心指导和学院的全力托举下，年轻一代迅速成长起来。如今，他这一代人把研究推到了氢能安全的最前沿。“我们做的事，就是用一场场真枪实弹的实验，给氢能产业的安全发展探路。”张琦说。（记者：任波）

科研人员在实验现场合影