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，進而阻礙涉氫產(chǎn)業(yè)在民用領域的大眾接受度和發(fā)展進程。

　　日前，江蘇連云港東海縣一石英制品公司內一輛氫氣運輸車發(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)內認為，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，進而阻礙涉氫產(chǎn)業(yè)在民用領域的大眾接受度和發(fā)展進程。

　　產(chǎn)業(yè)鏈安全風險不容忽視

　　清華大學車輛學院氫能與燃料電池學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、儲氫設備，以及燃料電池汽車和加氫設備以及通風裝置。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、防護裝置是安全風險較高的環(huán)節(jié)。”

　　“從導致事故發(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，應用環(huán)節(jié)上，氫安全事件發(fā)生的原因主要在于設備失效，涉及材料工藝、設備成熟度等，但也存在人為失誤、設計缺陷、養(yǎng)護不足等潛在風險點。

　　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格按照標準和操作規(guī)范執(zhí)行，如氫氣罐混入其他氣體，在一定條件下會發(fā)生化學反應爆炸。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，嚴重威脅設備安全。”航天科技集團一院十五所研究員、全國燃料電池及液流電池標準化技術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)需要進一步加強產(chǎn)業(yè)安全發(fā)展的頂層設計和統(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，不斷拓展市場應用新空間，引導產(chǎn)業(yè)安全有序發(fā)展。”應急管理部國家安全科學與工程研究院特聘專家、北京市應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，氫能安全事故時有發(fā)生。

　　2019年，在不到20天時間內，韓國、美國、挪威先后發(fā)生三起加氫站等氫燃料配套設施的爆炸事件。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運營。

　　國內也面臨同樣風險。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，導致制氫罐爆裂解體。

　　值得關注的是，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)生的氫燃料配套設施爆炸事件也都與氫氣泄漏有關。

　　靳殷實表示，氫氣泄漏是氫能應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引發(fā)的。”

　　“在燃料電池汽車全生命周期內，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電環(huán)境，兩者結合，進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，關鍵問題就在于泄漏量多少、是否集聚和點火，因此當下氫安全風險評估、氫氣泄漏燃爆機制及主動防護對產(chǎn)業(yè)鏈用氫安全尤為重要。

　　立足技術解決問題

　　針對氫氣泄漏的解決方案，楊福源認為，應采取三個類型的主動防護。首先，通過產(chǎn)品認證、測試評價等手段，使材料防溫壓氫脆、結構防應力集中、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、風險預測預警和安全培訓等手段，防泄漏，防集聚，防點火，嚴控氣源品質，嚴格規(guī)程管理;最后，通過應急處置，保證危害不擴大，責任可追究。

　　靳殷實指出，氫泄漏問題應采取疏和堵的措施，即有效密封和科學通風排放相結合，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，氫氣泄漏具有擴散快的特性，更需要全面提升氫安全技術手段，通過近場泄漏檢測加主動防護，實現(xiàn)氫安全級別從不傷人提升到無風險。”楊福源指出，氫安全技術有很大的創(chuàng)新空間，應依靠技術進步，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產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)均有嚴格標準及行業(yè)規(guī)范，只要提高防范意識，在操作過程中嚴格執(zhí)行標準法規(guī)，氫安全風險將可防可控。”靳殷實進一步指出。

　　來源：中國能源報 記者 仲蕊