氫能要發(fā)展 系好“安全帶”

　　確保安全是氫能產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化的重要前提之一，制儲運加用任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，引發(fā)的事故都可能影響氫能發(fā)展勢頭，進(jìn)而阻礙涉氫產(chǎn)業(yè)在民用領(lǐng)域的大眾接受度和發(fā)展進(jìn)程。

　　日前，江蘇連云港東?？h一石英制品公司內(nèi)一輛氫氣運輸車發(fā)生泄漏，因氫氣流動產(chǎn)生靜電，靜電產(chǎn)生火花，引燃泄漏氫氣。此次事故雖未造成人員傷亡，也未造成環(huán)境危害，但依然引發(fā)行業(yè)關(guān)注。

　　我國氫能產(chǎn)業(yè)近年發(fā)展迅猛，但因人們對氫能缺乏足夠了解，對其安全性尚有疑慮。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，確保安全是氫能產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化的重要前提之一，制儲運加用任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，引發(fā)的事故都可能影響氫能發(fā)展勢頭，進(jìn)而阻礙涉氫產(chǎn)業(yè)在民用領(lǐng)域的大眾接受度和發(fā)展進(jìn)程。

　　產(chǎn)業(yè)鏈安全風(fēng)險不容忽視

　　清華大學(xué)車輛學(xué)院氫能與燃料電池學(xué)科教授楊福源在中國汽研舉辦的“氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)大會——氫安全專題會議”上指出：“根據(jù)對全球氫安全事件的統(tǒng)計分析，我們發(fā)現(xiàn)氫安全事故多發(fā)生于管閥、氫氣純化裝置、儲氫設(shè)備，以及燃料電池汽車和加氫設(shè)備以及通風(fēng)裝置。也就是說，實際上氫安全事故可能發(fā)生于氫能產(chǎn)業(yè)鏈各個位置。其中，管閥、儲氫容器、防護(hù)裝置是安全風(fēng)險較高的環(huán)節(jié)。”

　　“從導(dǎo)致事故發(fā)生的原因看，有1/3的氫安全事故是無損害的。”楊福源指出，應(yīng)用環(huán)節(jié)上，氫安全事件發(fā)生的原因主要在于設(shè)備失效，涉及材料工藝、設(shè)備成熟度等，但也存在人為失誤、設(shè)計缺陷、養(yǎng)護(hù)不足等潛在風(fēng)險點。

　　儲氫容器也容易因操作失誤、材料問題而發(fā)生安全事故。“高壓儲氫容器屬于壓力容器，事故往往源于使用過程中沒有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范執(zhí)行，如氫氣罐混入其他氣體，在一定條件下會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)爆炸。同時，某些儲氫材料長期在氫環(huán)境下工作，會出現(xiàn)性能劣化，嚴(yán)重威脅設(shè)備安全。”航天科技集團(tuán)一院十五所研究員、全國燃料電池及液流電池標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會委員靳殷實說。

　　“面對新形勢、新問題、新挑戰(zhàn)，氫能產(chǎn)業(yè)需要進(jìn)一步加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)安全發(fā)展的頂層設(shè)計和統(tǒng)籌謀劃，共同推動氫能產(chǎn)業(yè)全鏈條安全管理體系建設(shè)，不斷拓展市場應(yīng)用新空間，引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)安全有序發(fā)展。”應(yīng)急管理部國家安全科學(xué)與工程研究院特聘專家、北京市應(yīng)急局原二級巡視員魏麗萍指出。

　　全球氫泄漏事故頻發(fā)

　　全球范圍內(nèi)，氫能安全事故時有發(fā)生。

　　2019年，在不到20天時間內(nèi)，韓國、美國、挪威先后發(fā)生三起加氫站等氫燃料配套設(shè)施的爆炸事件。爆炸發(fā)生后，豐田和現(xiàn)代汽車均暫停在挪威的氫燃料電池車型銷售，直至事故原因確定后才恢復(fù)運營。

　　國內(nèi)也面臨同樣風(fēng)險。2020年7月，在東莞某制氫廠，充裝軟管發(fā)生接頭脫落，引發(fā)爆炸式爆燃事故。2021年，湖南郴州市馬田鎮(zhèn)發(fā)生儲氫瓶爆炸事故，事故原因為液化石油氣鋼瓶改造用于制取氫氣的容器未及時泄放純度不足的氫氣，導(dǎo)致制氫罐爆裂解體。

　　值得關(guān)注的是，近年來全球所有氫安全事件中氫泄漏事故上漲趨勢明顯。根據(jù)韓國天然氣安全社發(fā)布的數(shù)據(jù)，2021年-2022年8月，韓國共發(fā)生878起氫氣泄漏事故。此外，美國、挪威發(fā)生的氫燃料配套設(shè)施爆炸事件也都與氫氣泄漏有關(guān)。

　　靳殷實表示，氫氣泄漏是氫能應(yīng)用過程中最大的安全隱患。“氫氣無色無味，具有易燃、易爆、易擴(kuò)散、易發(fā)生氫脆等特點。氫氣泄漏后與空氣混合，遇到明火、靜電會發(fā)生燃燒或爆炸。不過，氫安全事故一般都是因為操作不當(dāng)引發(fā)的。”

　　“在燃料電池汽車全生命周期內(nèi)，氫氣的意外泄漏幾乎難以避免，同時燃料電池汽車又恰好提供了強(qiáng)電環(huán)境，兩者結(jié)合，進(jìn)一步增加意外點火的可能性。”楊福源表示，既然泄漏難以避免，關(guān)鍵問題就在于泄漏量多少、是否集聚和點火，因此當(dāng)下氫安全風(fēng)險評估、氫氣泄漏燃爆機(jī)制及主動防護(hù)對產(chǎn)業(yè)鏈用氫安全尤為重要。

　　立足技術(shù)解決問題

　　針對氫氣泄漏的解決方案，楊福源認(rèn)為，應(yīng)采取三個類型的主動防護(hù)。首先，通過產(chǎn)品認(rèn)證、測試評價等手段，使材料防溫壓氫脆、結(jié)構(gòu)防應(yīng)力集中、工藝防制造缺陷;其次，做到事中主動安全，通過泄漏快速檢測、風(fēng)險預(yù)測預(yù)警和安全培訓(xùn)等手段，防泄漏，防集聚，防點火，嚴(yán)控氣源品質(zhì)，嚴(yán)格規(guī)程管理;最后，通過應(yīng)急處置，保證危害不擴(kuò)大，責(zé)任可追究。

　　靳殷實指出，氫泄漏問題應(yīng)采取疏和堵的措施，即有效密封和科學(xué)通風(fēng)排放相結(jié)合，才能更大程度避免因泄漏而引發(fā)的安全事故。“因此，與氫氣相關(guān)的部件，尤其管路、閥門、泵、儲氫容器必須防止氫氣泄漏，安裝氫氣傳感器并實時監(jiān)測也尤為重要。”

　　“氫安全是全產(chǎn)業(yè)鏈的安全，不泄漏是事中安全的理想狀態(tài)，但車用場景下泄漏幾乎難以避免。同時，氫氣泄漏具有擴(kuò)散快的特性，更需要全面提升氫安全技術(shù)手段，通過近場泄漏檢測加主動防護(hù)，實現(xiàn)氫安全級別從不傷人提升到無風(fēng)險。”楊福源指出，氫安全技術(shù)有很大的創(chuàng)新空間，應(yīng)依靠技術(shù)進(jìn)步，而不是僅靠政策來管理其安全問題。

　　“氫氣雖有一定危險性，但燃料電池汽車以及氫儲運相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)均有嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)規(guī)范，只要提高防范意識，在操作過程中嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，氫安全風(fēng)險將可防可控。”靳殷實進(jìn)一步指出。

　　來源：中國能源報 記者 仲蕊