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侯正猛教授领衔“下萨克森州韧性内河航运”项目获EFZN资助

克劳斯塔尔工业大学探索以内河航运支撑能源运输、移动储能与应急供给的新模式

近日,下萨克森州能源研究中心(Energie-Forschungszentrum Niedersachsen,EFZN)公布第二轮“小型敏捷项目”资助结果。由克劳斯塔尔工业大学(TU Clausthal)侯正猛教授(Prof. Dr.-Ing. Michael Zhengmeng Hou)领衔的“下萨克森州韧性内河航运”项目成功入选。该项目将以内河航运为重要支撑,探索港口、船舶、氢能、Power-to-X、地热能、地下储能与数字控制技术之间的协同机制,为提升下萨克森州能源系统的危机韧性和应急保障能力提供新的解决方案。

此次项目入选,是克劳斯塔尔工业大学在能源转换、能源储存、地下空间利用和多能源系统耦合等交叉研究领域取得的又一重要进展。项目由侯正猛教授负责实施,研究团队已经启动相关工作,并将在六个月的项目周期内形成面向下萨克森州能源安全与危机管理的具体研究成果和行动建议。

面向极端事件,提升能源系统危机应对能力

极端天气、重大事故以及针对关键基础设施的攻击,正在给现代能源供应系统带来日益复杂的风险。这类风险往往难以被完全预测或提前避免,一旦电力、交通、燃料供应或通信系统中的某一环节受到影响,局部故障还可能通过相互依赖的基础设施进一步传导。

在这一背景下,能源系统不仅需要提高日常运行效率,还必须具备在突发情况下维持基本供给、快速调配资源和重新组织系统运行的能力。如何充分利用现有交通、港口、能源和地下基础设施,建立能够在危机中保持运行的区域能源保障体系,已成为下萨克森州能源研究与公共治理的重要议题。

为此,EFZN启动了第二轮面向小型、敏捷研究项目的专项资助计划,鼓励下萨克森州科研人员围绕“提升下萨克森州能源系统危机应对能力”提出跨学科解决方案。该计划强调研究成果的可操作性,希望通过较短周期的集中研究,为州政府及相关公共部门提供具有科学依据的决策选项。

本轮共有五个项目获得资助,克劳斯塔尔工业大学的“下萨克森州韧性内河航运”项目位列其中。

克劳斯塔尔工业大学校长、EFZN监事会成员Dr.-Ing. Sylvia Schattauer表示:“下萨克森州能源研究中心选择资助我们的项目,是对克劳斯塔尔工业大学科研实力的重要认可。该项目充分体现了我们如何将能源供应领域的前沿问题与具体解决方案结合起来。”

侯正猛教授领衔构建内河航运支撑型能源保障体系

“下萨克森州韧性内河航运”项目由TU Clausthal能源转换与储存研究领域的侯正猛教授主持。项目的核心目标,是开发一种以内河航运为支撑的综合能源保障方案,从而增强下萨克森州能源系统在极端事件和危机情况下的持续供给能力。

与传统上将内河航运主要视为货物运输方式不同,该项目将航道、港口和船舶视为区域能源基础设施的重要组成部分。项目关注的并非单一船舶、单一港口或某一种能源技术,而是如何将现有基础设施和不同能源载体连接起来,形成能够灵活响应突发需求的综合系统。

在这一体系中,内河船舶不仅可以承担能源运输任务,还可根据具体技术配置参与移动储能、能源调配和应急供给。港口则可作为能源汇集、转换、补给和分配的重要节点,将水路运输与区域电力、热力、氢能和燃料供应系统连接起来。

当常规能源供应链受到干扰时,船舶和港口基础设施有望为受影响区域提供更加灵活的能源运输与临时保障能力。同时,分散布置的船舶、港口和储能设施也可为能源系统快速调整运行结构创造条件,降低对单一固定输送路径的依赖。

多种能源技术与基础设施协同运行

项目将系统整合港口基础设施、船舶动力系统、氢能与Power-to-X系统、地热发电和供热、地下储能设施以及数字化控制方法,研究这些技术在正常运行和危机状态下的协同方式。

其中,氢能与Power-to-X技术可以连接电力、燃料、交通和工业用能,将可再生电力转化为氢气或其他可储存、可运输的能源载体。船舶和港口则可为这些能源载体提供运输、装卸和临时储存条件。

地热发电和地热供热具有较强的本地化供能特征,可与其他能源设施共同支持区域电力和热力供应。地下储能则能够为氢气、热能或其他能源载体提供更大规模的缓冲空间,在能源供需不平衡或外部供应受限时发挥调节作用。

数字化控制技术是连接上述设施的重要环节。通过对能源生产、储存、运输、转换和消费环节进行协调,系统可以根据危机类型、基础设施状态和实际能源需求,重新组织能源流动路径,实现更快速的资源调度和系统重构。

从研究内容来看,该项目横跨能源工程、交通运输、港口基础设施、地下空间利用、氢能技术、地热开发、储能系统和数字化控制等多个领域,体现了侯正猛教授团队长期重视的跨学科能源系统研究思路。

项目希望回答的关键问题是:在能源系统受到严重干扰的情况下,如何充分利用下萨克森州已有的船舶、港口、地下空间和能源设施,使其从相对独立的基础设施转变为可以相互支持、灵活切换和协同运行的韧性能源网络。

侯正猛教授:重新定义内河航运与港口在危机中的作用

侯正猛教授表示:“我非常高兴能够承担这一项目。我的团队已经开始相关工作,重新思考和界定内河航运、港口基础设施以及耦合能源系统在危机情况下所能发挥的作用,并在充分吸收科学研究成果的基础上,为下萨克森州提出具体的行动建议。”

项目研究不仅关注技术可行性,也重视不同基础设施之间的接口关系及其在实际危机场景中的应用条件。研究团队将从区域能源系统的整体视角出发,分析船舶、港口、能源生产设施、储能设施和数字控制系统如何协同运行,并识别可能影响系统快速响应的关键环节。

在项目设想中,内河航运的价值不仅体现在运输能力本身,还体现在其空间移动性和运行灵活性。与完全固定的能源基础设施相比,船舶可以根据需求在不同港口和地区之间调动,从而在特定区域能源供应受限时提供补充支持。

港口也不再只是传统物流体系中的装卸地点,而有望成为连接能源运输、能源转换、储存设施和区域消费需求的综合节点。通过对这些既有基础设施进行智能化连接,可以在不完全依赖新建大型固定设施的情况下,提高区域能源系统应对突发事件的灵活性。

克劳斯塔尔工业大学校长Schattauer进一步表示:“这一项目尤其重要的一点,是通过智能方式将现有基础设施连接起来,从而在危机情况下增强能源供应安全和实际行动能力。这正是克劳斯塔尔工业大学所代表的科研理念,即以跨学科研究将科学深度与对地区、州和社会的责任结合起来。”

从科学研究走向州级行动建议

EFZN此次资助计划特别强调跨学科合作以及研究成果向政策实践的转化。获得资助的项目需要在有限时间内聚焦关键问题,形成可供州级决策者参考的研究结论。

“下萨克森州韧性内河航运”项目的研究周期为2026年8月1日至2027年1月31日,最长资助期限为六个月。项目团队将在这一阶段围绕基础设施协同、能源运输、移动储存、应急供给和系统快速重构等问题开展研究,并形成针对下萨克森州实际需求的建议。

这些建议将有助于进一步评估内河航运及相关基础设施在区域能源危机管理中的作用,为未来制定能源安全、港口发展、储能配置和应急保障政策提供科学参考。

EFZN执行委员会发言人Prof. Sebastian Lehnhoff表示:“本次项目征集获得了广泛关注,这充分体现了申请团队对于增强下萨克森州能源系统危机应对能力所具有的高度责任意识。”

此次项目的实施,也将进一步加强克劳斯塔尔工业大学在韧性能源系统、能源转换与储存、氢能与Power-to-X、地热能源、地下储存和数字化能源管理等方向的综合研究能力。

通过侯正猛教授团队的跨学科研究,内河航运、港口设施与区域能源系统之间的关系将得到重新审视。项目提出的内河航运支撑型能源保障方案,有望为下萨克森州构建更加安全、灵活并具有快速恢复能力的能源系统提供新的研究基础。

有关本轮资助项目的更多信息,可通过下萨克森州能源研究中心官方网站查询。

https://www.efzn.de/

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为提升下萨克森州能源系统的危机应对能力,克劳斯塔尔工业大学正在开发以内河航运为支撑的综合能源保障方案。该项目由侯正猛教授领衔,并获得下萨克森州能源研究中心(EFZN)资助。图片来源:Adobe Stock