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氢能安全该如何保障

放大字体??缩小字体 发布日期:2019-06-27 17:05:05 ??来源:新能源网??编辑:全球新能源网??浏览次数:146
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当地时间6月10日,挪威首都奥斯陆郊外一座无人值守的加氢站发生起火和爆炸。

当地时间6月1日,在美国加州硅谷,空气产品公司的一辆氢气配送拖挂车发生爆炸,事故发生后,丰田和现代汽车同时宣布,在事件调查结束前,暂停在挪威销售氢燃料电池汽车

稍早前的5月23日,在韩国江原道江陵市大田洞科技园区,一家太阳能制氢公司的氢燃料储存罐发生爆炸,据悉当时正在进行氢气生产和使用等测试。

氢能产业快速发展之时,20天内接连发生的三起加氢站爆炸事故,引起了全球氢能产业的高度关注,也给氢燃料电池汽车的发展敲响了警钟。

高压装置泄漏和富氧环境是主因

“氢能行业中一个公认的事实是,高压装置泄漏容易引起氢气自燃。” 富瑞氢能总工程师魏蔚在接受《中国汽车报》记者采访时表示,“氢气自燃的问题很容易被忽略。”根据Gexcon安全咨询公司日前公布的调查结果,挪威加氢站事故的原因是高压储存单元的氢泄漏,并且泄漏的云状氢气被点燃。

挪威和美国的事故原因都提到了高压装置的泄漏。据了解,高压氢气泄漏引起自燃是氢气特有的特性。原因在于氢的焦耳-汤姆逊效应和转化温度低,在常温下,高压氢气释放压力降低时温度就会急剧升高,再加上氢的燃点低,因此,高压氢气突然泄漏非常容易引起氢气自燃。

三起事故中,韩国发生在氢气制取环节,美国发生在储运环节,挪威发生在加氢站,基本涵盖了氢能供应体系。而关于三起事故的共性问题,高压氢气泄漏引起的氢气自燃是其中之一。魏蔚表示,另外一个还没有被证实的疑似原因是,水电解制氢时氧气的聚集导致了燃烧和爆炸。

据了解,挪威和韩国的事故都涉及水电解制氢。在水电解制氢的过程中会释放大量氧气,制取1公斤氢气会释放8公斤氧气。氧气的密度比空气的密度大,很难扩散,因此会形成富氧环境。在富氧环境下,基本上所有的物质或物体都可以燃烧并发生爆炸。

氢气本身的物理特性是分子小、无色无味,发生泄漏时无法通过视觉和嗅觉辨别,因此需要敏感度较高的监测监控仪器仪表,例如测量氢气浓度的传感器、火焰探测器等。即使同样是易燃易爆气体,氢气所用的传感器、仪器仪表和其他气体有非常大的差异。

不断完善技术和安全标准

快速推进加氢站建设已经成为各个国家的战略布局。日本对加氢站数量的规划是,到2020年建成160座加氢站,2025年建成320座,2030年建成900座。根据《节能与新能源汽车技术路线图》和《中国氢能产业基础设施发展蓝皮书》,我国到2020年将建成100座加氢站,到2030年将建成1000座。

今年以来,我国加氢站建设被列为工作重点。先是政府工作报告提出“推动充电、加氢等设施建设”等内容,同时国家发改委在《国民经济和社会发展计划草案的报告》(修订版)中也相应增加了“加强加氢等设施建设”内容。

“地方政府积极地推动加氢站建设,不排除因为土地资源贫乏和盲目拉资源和项目的目的。这会导致地方政府把加氢站的建设标准设定的特别低,安全性方面就会出现很多问题。”全国乘用车市场信息联席会秘书长崔东树在接受《中国汽车报》记者采访时,对目前地方政府盲目追求新项目,低标准建设加氢站的乱象很担忧,“并不是所有的地方都适合建设加氢站。”

同时,崔东树特别强调,加氢站是一个在建设上安全性要求极高的设施,和加油站完全不在一个层次。

不过,国内外的应用实践证明,只要按照标准规范和法规生产、存储及使用氢能,氢能安全还是可以得到保障的。

早在2010年,我国对于加氢站建设的相关标准就已经出台,即《加氢站技术规范》(GB50516-2010)。在2018年5月1日,《加氢站安全技术规范》(GB/T34584-2017)也开始正式实施。据了解,这是目前加氢站建设方面最新、最全、最权威的国家标准,国内所有的加氢站都应依此标准来建设运营。该标准重点规定了氢动力车辆加氢站的氢气输送、站内制氢、氢气存储、压缩、氢气加注以及安全与消防等方面的安全技术要求,适用于采用各种供氢方法的氢动力车辆加氢站,也适用于加氢加油、加氢加气、加氢充电合建站等两站合建或多站合建的加氢站。另外,对于加氢站选址问题,该标准也有明确的限定。

不过,魏蔚表示,随着技术的不断发展和服务消费群体的改变,加氢站的技术规范和安全规范一直在不断完善的过程中。

此外,业内人士表示,当前全球氢能行业整体还处于市场化初期,各种制氢站和加氢站的控制逻辑和控制程序还需不断优化升级,无人值守的制氢-加氢站还有很长的路要走。从欧洲的情况来看,不少加氢站无人值守,实行全自动模式,如果阀门之类的部件出现问题没有被及时发现并处置就有可能引发重大安全事故。相比国内,我国在加氢站加注氢气均由专业工作人员完成,安全性要高很多。

做好保障措施 加氢站可以很安全

4月中旬,多家氢能企业曾对《危险化学品目录(2015版)实施指南(试行)》提出修订意见,希望氢气能从危化品划归至能源范畴。

林德集团氢能业务发展主管王海表示,在欧美等发达国家,汽油柴油亦属于危化品,但它们还有另一个属性,即能源属性。这意味着,在工厂里生产时,汽油柴油需要按照危化品的方式管理;进入加油站后,就能按照能源进行管理。

在我国,虽然氢气位列《危险化学品目录》,但加氢站国家管理标准目前还是空白,建设审批和监察等环节,究竟是归管控危化品作业的消防、安监部门负责,还是由管理城市燃气系统的住建部门监管,都尚未明确。

根据国务院发布的关于落实政府工作报告重点工作部门分工意见,加氢设施建设由财政部、工信部、发改委、商务部、交通部、住建部、国家能源局等按职责分工负责。在接受记者采访时,魏蔚特地强调,在技术和安全方面,加氢站有国家标准,但对于加氢站建设的审批和管理部门不明晰。“监管部门不明确,所以加氢站存在疏于管理的现象。”

国金证券对比了2014年8月俄罗斯达吉斯坦加油站爆炸、2019年4月上海特斯拉自燃,以及挪威加氢站爆炸三起事故发现,挪威加氢站爆炸时上部有火苗,没有浓重的黑烟,围挡设备的房屋大部分完整,只有几片被掀开,基本都散落在周围,这说明向四周爆炸的威力不大。他们认为挪威加氢站爆炸的案例反而从侧面证明了氢气的安全性:建筑基本完整、无人伤亡、火苗逐渐变小,主要的伤害是巨大的震动导致附近汽车的气囊弹出以及倒伏在房子附近的几片隔板。

行业内相关人士表示,仅国内每年天然气、氧气、氮气、氯气等引发的安全事故频繁见诸报端。据不完全统计,从2015~2018年上半年,国内燃气爆炸新闻分别有350起、909起、680起和263起。美国能源部在《针对氢和燃料电池项目安全规划指南》中指出,氢在生产、存储、分配和使用过程中的安全至关重要,任何项目的灾难性失败,都可能损害公众对氢和燃料电池的看法。

对于新事物的认知,大众普遍会有放大的意识。因此,做好加氢站安全保障工作显得尤为重要。“只要做好了预防高压装置泄漏、处理好富氧环境以及氢气泄漏的检测,氢气是很安全的。”魏蔚说。

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