中國儲能網(wǎng)訊：安全性是氫能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基礎和內(nèi)在要求。近年來，隨著氫能在交通、儲能、工業(yè)等領域的應用規(guī)模逐步擴大，氫能安全面臨新挑戰(zhàn)。在業(yè)內(nèi)人士看來，當前，在氫能應用場景逐步豐富、允許制氫加氫一體化站不再限于化工園區(qū)等情景下，進一步提升氫能安全技術手段，落實全產(chǎn)業(yè)鏈安全防護監(jiān)測預警尤為關鍵。
■安全要求不斷提升
近年來，全球氫能安全事故時有發(fā)生。2019年，韓國、美國、挪威不到20天時間里，發(fā)生3起加氫站等氫燃料配套設施的爆炸事件。在國內(nèi)，2021年9月，湖南郴州市馬田鎮(zhèn)發(fā)生一起氫氣爆炸事故，系人為違規(guī)制氫導致爆炸；2023年8月，江蘇連云港東?？h一石英制品公司內(nèi)發(fā)生氫氣泄漏并引發(fā)火情。
應急管理部上海消防研究所陳佳燕博士指出，氫氣為甲類可燃氣體，具有燃爆極限寬（體積濃度4.0%—75.6%）、最小點火能低（0.019mJ）、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?、爆炸強度大等特點，發(fā)生爆轟時火焰速度可達2000m/s以上，同時瞬間壓力為原始壓力的40倍。“氫氣密度小、擴散速度快，發(fā)生泄漏時氫氣極易擴散，而且管材氫脆現(xiàn)象也會引起安全問題?！?
中國氫能聯(lián)盟此前發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2023年全國氫能產(chǎn)量約3550萬噸。值得注意的是，從2023年開始，廣東、河北、內(nèi)蒙古等多地允許制氫加氫一體化站不再限于化工園區(qū)。例如，今年4月，內(nèi)蒙古自治區(qū)能源局等十部門發(fā)布《內(nèi)蒙古自治區(qū)可再生能源制氫產(chǎn)業(yè)安全管理辦法（試行）》明確，允許在化工園區(qū)外建設綠氫項目和制氫加氫一體站，綠氫項目不需取得危險化學品安全生產(chǎn)許可。
業(yè)內(nèi)人士認為，此前制氫限制在化工園區(qū)是造成可用氫源有限、用氫成本較高等問題的重要因素之一，制約了氫能和燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。隨著目前多地政策“松綁”，氫能安全與規(guī)范管理愈發(fā)重要。中國汽車工程研究院政研咨詢中心副主任王薛超認為，在此背景下，需圍繞系統(tǒng)安全技術要求、安全評估及認證等方面加快安全管理規(guī)范研究，為安全生產(chǎn)檢查及專項監(jiān)督提供政策依據(jù)。
■難以精準定位
整體看來，雖然國內(nèi)涉及氫能火災爆炸事故較少，但事實上，在氫能制、儲、運、加、用任何一個環(huán)節(jié)都存在泄漏爆炸風險。業(yè)內(nèi)普遍認為，當前氫能事故主要集中在中下游儲運及應用環(huán)節(jié)。
以氫燃料電池汽車消防安全問題為例，陳佳燕提到，目前氫氣泄漏探測與精準定位難度大?！艾F(xiàn)有氫氣探測傳感器普遍存在響應速度慢、測量精度低、測量范圍不足等問題，難以對氫燃料電池車車內(nèi)、車外氫氣泄漏情況進行快速監(jiān)測。而且，不同涉氫場景（加氫站、隧道、車庫等）下氫氣泄漏擴散及濃度分布規(guī)律尚未探明，現(xiàn)有標準未明確規(guī)定不同場景下氫傳感器的具體布置位置、間距、方法等設置要求，因此難以對氫燃料電池車應用場景下的氫氣泄漏位置進行精準定位。”
同時，火災風險識別與預警精準性不足?！皻淙剂想姵剀嚫邏簹錃庑孤┘凹託湔净馂氖鹿示哂卸嘈问?、全鏈路、高耦合、非線性隨機特征與多尺度動態(tài)等特性，一旦發(fā)生泄漏極易產(chǎn)生燃爆現(xiàn)象，亟需解決氫氣泄漏后的快速預警與應急響應問題?！标惣蜒啾硎尽?
陳佳燕指出，現(xiàn)階段缺乏針對氫燃爆阻火材料的研究，而傳統(tǒng)阻火材料性能差、阻火器結(jié)構(gòu)不完善，導致現(xiàn)有阻燃抑爆技術對氫氣燃爆整體抑制水平低，難以實現(xiàn)快速、有效、全面抑制高壓氫管道的燃爆。
■落實全鏈條安全監(jiān)控
國家發(fā)改委、國家能源局2022年印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》指出，推動氫能產(chǎn)業(yè)關鍵核心技術和安全技術協(xié)同發(fā)展，加強氫氣泄漏檢測報警以及氫能相關特種設備的檢驗、檢測等先進技術研發(fā)。積極利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進技術手段，及時預警氫能生產(chǎn)儲運裝置、場所和應用終端的泄漏、疲勞、爆燃等風險狀態(tài)，有效提升事故預防能力。加強應急能力建設，研究制定氫能突發(fā)事件處置預案、處置技術和作業(yè)規(guī)程，及時有效應對各類氫能安全風險。
中國科學技術大學能源火災安全研究所所長孫金華提到，涉氫系統(tǒng)泄漏致災的全鏈條及早期檢測預警方法是氫安全研究的重點之一。
江蘇比利特企業(yè)管理集團有限公司總經(jīng)理朱雄認為，需建立氫能產(chǎn)業(yè)全生命周期安全生產(chǎn)管理體系，縱向打通和改進氫安全預防、管控、處置、評估各階段的責任劃分、風險預警、應急調(diào)度、事故響應等內(nèi)容，落實“制—儲—輸—加—用”全鏈條安全生產(chǎn)主體責任，推動風險關口前移，預防和減少事故的發(fā)生。
武漢理工大學安全科學與應急管理學院副院長陳先鋒表示，需開展圍繞氫泄漏—擴散—爆炸全鏈條監(jiān)測預警、本質(zhì)安全設計、安全防護與應急處置的理論基礎研究及應急決策平臺建設，構(gòu)筑風險實時監(jiān)測預警、安全防護與應急處置堅實防線，全面提升我國典型氫能場景泄漏—擴散—爆炸風險防控與應急處置能力。
此外，針對整個氫能全產(chǎn)業(yè)鏈，陳佳燕表示，基于加氫站火災事故機理研究，要完善氫氣基礎設施風險評估技術，建立完善加氫站風險分級管控和隱患排查機制，提升加氫站運營消防安全管理水平。
