確保安全是氫能產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化的重要前提之一,制儲(chǔ)運(yùn)加用任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題,引發(fā)的事故都可能影響氫能發(fā)展勢(shì)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(yùn)輸車(chē)發(fā)生泄漏,因氫氣流動(dòng)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(guó)氫能產(chǎn)業(yè)近年發(fā)展迅猛,但因人們對(duì)氫能缺乏足夠了解,對(duì)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(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化的重要前提之一,制儲(chǔ)運(yùn)加用任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題,引發(fā)的事故都可能影響氫能發(fā)展勢(shì)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(xiǎn)不容忽視
清華大學(xué)車(chē)輛學(xué)院氫能與燃料電池學(xué)科教授楊福源在中國(guó)汽研舉辦的“氫能與燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)大會(huì)——氫安全專(zhuān)題會(huì)議”上指出:“根據(jù)對(duì)全球氫安全事件的統(tǒng)計(jì)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(chǔ)氫設(shè)備,以及燃料電池汽車(chē)和加氫設(shè)備以及通風(fēng)裝置。也就是說(shuō),實(shí)際上氫安全事故可能發(fā)生于氫能產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)位置。其中,管閥、儲(chǔ)氫容器、防護(hù)裝置是安全風(fēng)險(xiǎn)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(wú)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(jì)缺陷、養(yǎng)護(hù)不足等潛在風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。
儲(chǔ)氫容器也容易因操作失誤、材料問(wèn)題而發(fā)生安全事故。“高壓儲(chǔ)氫容器屬于壓力容器,事故往往源于使用過(guò)程中沒(méi)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(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)爆炸。同時(shí),某些儲(chǔ)氫材料長(zhǎng)期在氫環(huán)境下工作,會(huì)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(guó)燃料電池及液流電池標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)委員靳殷實(shí)說(shuō)。
“面對(duì)新形勢(shì)、新問(wèn)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(jì)和統(tǒng)籌謀劃,共同推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)全鏈條安全管理體系建設(shè),不斷拓展市場(chǎng)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(guó)家安全科學(xué)與工程研究院特聘專(zhuān)家、北京市應(yīng)急局原二級(jí)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(shí)有發(fā)生。
2019年,在不到20天時(shí)間內(nèi),韓國(guó)、美國(guó)、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(chē)均暫停在挪威的氫燃料電池車(chē)型銷(xiāo)售,直至事故原因確定后才恢復(fù)運(yùn)營(yíng)。
國(guó)內(nèi)也面臨同樣風(fēng)險(xiǎn)。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(chǔ)氫瓶爆炸事故,事故原因?yàn)橐夯蜌怃撈扛脑煊糜谥迫錃獾娜萜魑醇皶r(shí)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(lái)全球所有氫安全事件中氫泄漏事故上漲趨勢(shì)明顯。根據(jù)韓國(guó)天然氣安全社發(fā)布的數(shù)據(jù),2021年-2022年8月,韓國(guó)共發(fā)生878起氫氣泄漏事故。此外,美國(guó)、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(shí)表示,氫氣泄漏是氫能應(yīng)用過(guò)程中最大的安全隱患。“氫氣無(wú)色無(wú)味,具有易燃、易爆、易擴(kuò)散、易發(fā)生氫脆等特點(diǎn)。氫氣泄漏后與空氣混合,遇到明火、靜電會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。不過(guò),氫安全事故一般都是因?yàn)椴僮鞑划?dāng)引發(fā)的。”
“在燃料電池汽車(chē)全生命周期內(nèi),氫氣的意外泄漏幾乎難以避免,同時(shí)燃料電池汽車(chē)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(diǎn)火的可能性。”楊福源表示,既然泄漏難以避免,關(guān)鍵問(wèn)題就在于泄漏量多少、是否集聚和點(diǎn)火,因此當(dāng)下氫安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、氫氣泄漏燃爆機(jī)制及主動(dòng)防護(hù)對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈用氫安全尤為重要。
立足技術(shù)解決問(wèn)題
針對(duì)氫氣泄漏的解決方案,楊福源認(rèn)為,應(yīng)采取三個(gè)類(lèi)型的主動(dòng)防護(hù)。首先,通過(guò)產(chǎn)品認(rèn)證、測(cè)試評(píng)價(jià)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(dòng)安全,通過(guò)泄漏快速檢測(cè)、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)預(yù)警和安全培訓(xùn)等手段,防泄漏,防集聚,防點(diǎn)火,嚴(yán)控氣源品質(zhì),嚴(yán)格規(guī)程管理;最后,通過(guò)應(yīng)急處置,保證危害不擴(kuò)大,責(zé)任可追究。
靳殷實(shí)指出,氫泄漏問(wèn)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(mén)、泵、儲(chǔ)氫容器必須防止氫氣泄漏,安裝氫氣傳感器并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)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(chē)用場(chǎng)景下泄漏幾乎難以避免。同時(shí),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(guò)近場(chǎng)泄漏檢測(cè)加主動(dòng)防護(hù),實(shí)現(xiàn)氫安全級(jí)別從不傷人提升到無(wú)風(fēng)險(xiǎn)。”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(lái)管理其安全問(wèn)題。
“氫氣雖有一定危險(xiǎn)性,但燃料電池汽車(chē)以及氫儲(chǔ)運(yùn)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(shí),在操作過(guò)程中嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)法規(guī),氫安全風(fēng)險(xiǎn)將可防可控。”靳殷實(shí)進(jìn)一步指出。
來(lái)源:中國(guó)能源報(bào) 記者 仲蕊
評(píng)論