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氢能到底安不安全

更新时间:2019-06-06 08:41

  

——访中国工业气体工业协会秘书长洑春干


  张家口“11·28”重大爆燃事故曾一度将氢能推向舆论的风口浪尖。随后的调查显示,氢能与该事故并无关联。但由此也引发了各方对氢能安全问题的高度关注。12月7日,中国工业气体工业协会秘书长洑春干接受中国化工报记者采访时表示,氢气是一种极轻、扩散性十分强的气体。但只要相关企业在生产装置设计、建造、生产、运输、应用等各个环节中严格按照相关法规和标准实施,氢能的安全性就能够得到保障。

  洑春干告诉记者,与常规能源相比,氢能具备一定的安全属性。一是氢气的扩散系数和浮力更大,泄漏时浓度可迅速降低;二是氢气的爆炸范围很宽,单位体积或单位能量的爆炸能很低,点火能不高,不产生浓烟和灰霾;三是泄漏速度快于常见燃料,但泄漏总能量不高。

  目前常见的制氢方法有热化学法制氢(如天然气重整制氢和甲醇裂解制氢)、工业副产氢提纯制氢、水电解制氢、太阳能光催化分解水制氢等,主要应用领域是燃料汽车等。“作为当前应用最广泛的制氢方法,水电解制氢技术目前在系统安全、电气安全、设备安全等方面已经形成了完善的安全设计标准体系和安全管理规范。在实际工业化过程中,水电解制氢技术的安全可靠性得到了验证。”洑春干告诉记者。
 
  储运方面,氢气的储运目前以气氢拖车运输为主。为将常温下7kPa的氢气多步压缩至35MPa甚至更高专供氢气长管车充装,整个氢气充装工艺十分复杂,包括压缩机、罐装系统等,不过各环节都有相应的安全措施。

  “依法合规是氢能安全的重要保障。”洑春干强调,目前我国已经出台了《加氢站技术规范》《加氢站安全技术规范》《氢气站设计规范》等一系列规范,以及《水电解制氢系统技术要求》等国家标准。其中《水电解制氢系统技术要求》规定,水电解制氢系统的自动控制、检测装置、软件应能够承受可能事故的发生,并能够在事故发生时即时报警、停机,并进行必要的妥善处理。同时,该要求还对水电解槽的安装及安装后的检查,氢气压缩机、氢气罐的安装,氢气/氧气管道、阀门及附件的安装等环节作出明确规定。

  对于氢能主要应用领域之一——燃料汽车,车载供氢系统是燃料电池汽车的重要组成部分。该系统主要由高压储氢瓶、加注口、安全阀、溢流阀、减压阀、压力和温度传感器等组成。洑春干告诉记者,一般来说,氢气爆炸要满足燃烧的三要素,即达到氢气爆炸极限,还要施加静电、明火或混合空气温度达到一定值。而车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶在使用过程中处于完全封闭状态,发生安全事故的可能性极小。

  “保障车载供氢系统安全性主要从预防与监控两方面着手。技术设计方面,不仅具备过温保护、低压报警、过压保护、过流保护等功能,还考虑到了碰撞安全、氢气泄漏的控制等因素;零部件制造方面,储氢瓶和系统管路必须选择合适的材料以及保护结构。”洑春干说。

  根据今年10月发布的《2017~2018中国氢经济发展年度评价报告》,氢经济已成为全球新能源的战略布局重点,美、日、法等国纷纷将氢能和燃料电池发展提升到战略层面。一些国内氢能行业企业,如上海舜华新能源系统有限公司、嘉氢(上海)实业有限公司、北京亿华通科技股份有限公司及海珀尔公司等也在氢能产业初露锋芒。

  正在提速发展的氢能行业如何更好提升安全性?洑春干建议,一是编制切实有效的安全生产应急预案,包括特种设备应急预案等;二是在项目建设初期,就应该制定并运行有效的应急管理机制;三是健全和完善氢能项目竣工第三方验收机制;四是充装、加注等作业人员应持有相关特种设备作业证,以及及时办理特种设备使用证并按时定检,以保证氢能全产业链安全。
 

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