中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：氫能作為一種綠色、高效、安全、可持續(xù)的二次能源，被視作21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉础８鞯卣娂姵雠_(tái)相關(guān)政策，掀起一輪又一輪產(chǎn)業(yè)發(fā)展熱潮。
最近在全球范圍內(nèi)，短短時(shí)間就接連發(fā)生了3起氫氣相關(guān)的爆炸事故，為氫能的安全利用敲起了警鐘。
那么，氫能到底安全嗎？
事故與警示
6月12日凌晨，氫能源公司Nel Hydrogen發(fā)表聲明稱，其位于挪威首都奧斯陸郊外的一處合營(yíng)加氫站于當(dāng)?shù)貢r(shí)間6月10日發(fā)生爆炸。該公司合作伙伴、加氫站運(yùn)營(yíng)商UnoX宣布暫停當(dāng)?shù)丶託浞?wù)。與此同時(shí)，豐田汽車和現(xiàn)代汽車均宣布暫時(shí)停止在挪威的氫燃料電池車型銷售，直到事故原因確定后再恢復(fù)運(yùn)營(yíng)。所幸的是，爆炸并沒有直接造成人員傷亡，但附近車輛內(nèi)有兩人因氣囊被爆炸震開受輕傷。
無(wú)獨(dú)有偶，在此之前，加氫站等氫燃料配套設(shè)施的爆炸事件已經(jīng)出現(xiàn)多起。今年5月23日，韓國(guó)江原道江陵市的一個(gè)氫燃料儲(chǔ)存罐發(fā)生爆炸，造成2人死亡，另有6人出現(xiàn)輕重程度不同的受傷。6月1日，在美國(guó)加州圣塔克拉拉的一家化工廠的儲(chǔ)氫罐泄露爆炸，導(dǎo)致當(dāng)?shù)貧淙剂想姵仄嚨臍涔?yīng)中斷。
韓國(guó)官方信息顯示，發(fā)生爆炸的儲(chǔ)氫罐屬于一家扶持創(chuàng)新型中小企業(yè)的非營(yíng)利機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)承接了一些氫能儲(chǔ)運(yùn)方面的研究課題。而美國(guó)和挪威的爆炸事件則涉及到的美國(guó)空氣化工產(chǎn)品公司、美國(guó)普萊克斯公司，都是全球較大的氫氣供應(yīng)商，可謂實(shí)力雄厚，歷史悠久。
針對(duì)前兩起事故，加州的爆炸事件事故涉及氫氣運(yùn)輸過(guò)程，既氫氣輸送拖車泄漏的是高壓氣態(tài)氫氣泄漏泄放過(guò)程中引發(fā)自燃，然后連鎖爆炸。美國(guó)因?yàn)橐簹浔容^便宜，且建站地區(qū)多比較空曠，因此沒有對(duì)蒸發(fā)氣體的回收環(huán)節(jié)，大量的冷氫氣直接泄放。如果恰好旁邊有一輛高壓氫氣管束車，又恰好在這個(gè)時(shí)刻泄漏或泄放引發(fā)自燃的話，爆炸就在所難免了。
而韓國(guó)事故的原因初步鑒定為，在履行水電解氫氣試驗(yàn)的過(guò)程中，因操作失誤而導(dǎo)致爆炸。水電解制氫的特點(diǎn)是同時(shí)釋放大量氧氣，而氧氣的密度比空氣重，需要采用強(qiáng)制通風(fēng)措施，避免富氧聚集引發(fā)環(huán)境中各種可燃物質(zhì)的爆炸。這往往是很容易被忽略的安全隱患。有分析認(rèn)為，加氫站等配套設(shè)施事故頻發(fā)對(duì)一些堅(jiān)持用氫燃料汽車技術(shù)替代純電動(dòng)汽車技術(shù)的車企是重大打擊。同時(shí)，爆炸發(fā)生后導(dǎo)致氫供應(yīng)中斷，也凸顯出燃料電池汽車使用面臨的挑戰(zhàn)。
安全隱憂
傳統(tǒng)的印象中，氫氣危險(xiǎn)系數(shù)較高，畢竟氫氣球爆炸、儲(chǔ)氫罐爆炸等事故讓許多人談氫色變。正因如此，氫燃料電池汽車也被貼上了易燃易爆炸的標(biāo)簽，但事實(shí)如此嗎？
由于氫氣具有擴(kuò)散系數(shù)大，爆炸極限寬，點(diǎn)火溫度低等特點(diǎn)，因此一旦發(fā)生泄漏，極易引起爆炸與火災(zāi)，會(huì)對(duì)加氫站周圍的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成極大的損失。
但是凡事有利就有弊，氫能源在安全性上的優(yōu)點(diǎn)：氫氣具有很高的擴(kuò)散系數(shù)和浮力，泄露時(shí)濃度會(huì)迅速降低。如果發(fā)生爆炸，氫氣的爆炸能量是常見燃?xì)庵凶畹偷?，就單位體積爆炸能而言，氫氣爆炸能僅為汽油氣的1/22。
具體到氫燃料汽車上，有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，隨著儲(chǔ)氫罐技術(shù)持續(xù)進(jìn)步，氫燃料電池汽車的安全性已經(jīng)高于大眾想象。以Mirai為例，70Mpa儲(chǔ)氫罐安全度很高，碳纖維罐壁可承受內(nèi)部70Mpa高壓，外部想擠破它至少要140Mpa。車輛在公路正常行駛，即使重型卡車撞擊也無(wú)法產(chǎn)生這種超高擠壓力。另外由于氫氣逃逸速度高，發(fā)生泄露后會(huì)逃逸至空氣中。相比之下，由于液化天然氣LNG和高壓天然氣CNG較重，泄露后沉積在現(xiàn)場(chǎng)，前者更易爆燃。
此外，加氫站作為氫燃料電池車的燃料補(bǔ)給站，其數(shù)量必然會(huì)快速增長(zhǎng)，并會(huì)朝著人口較為密集的地區(qū)進(jìn)行布置。因此，加氫站的安全性必然會(huì)成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)，同時(shí)也制約著氫燃料電池汽車行業(yè)的發(fā)展。加氫站作為氫氣的生產(chǎn)、存儲(chǔ)、輸送、加注的全流程中心，要十分注重其安全問(wèn)題。由于氫氣自身的特性，加氫站在設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營(yíng)中，要注意的問(wèn)題數(shù)不勝數(shù)，如：加氫設(shè)備、輸送管道等的防泄漏措施處理；加氫站內(nèi)配置的電氣元件應(yīng)為防爆器件，同時(shí)采取可靠的防靜電措施，防止因靜電導(dǎo)致著火爆炸等事故的發(fā)生；加氫站內(nèi)應(yīng)設(shè)置排風(fēng)排氣裝置，及時(shí)排除泄漏的氫氣；加氫站中的加注模塊應(yīng)具備安全聯(lián)鎖功能和過(guò)壓保護(hù)功能；由于高電位氫流會(huì)使氫氣在空氣中燃燒，還要防止高速氫流與儲(chǔ)氫瓶之間摩擦導(dǎo)致的高電位氫流等等。
國(guó)內(nèi)怎么做？
從世界范圍看，日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家都在開展氫能和燃料電池系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究和推廣應(yīng)用。我國(guó)也很早將氫燃料電池汽車列為新能源汽車三大發(fā)展方向（包括混合動(dòng)力、純電動(dòng)、燃料電池）之一，今年的政府工作報(bào)告提出“推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”，進(jìn)一步提振了行業(yè)發(fā)展信心。
清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院常務(wù)副院長(zhǎng)高文勝表示，工業(yè)制氫已有很長(zhǎng)的時(shí)間了，氫氣的用途也非常廣泛。工業(yè)生產(chǎn)、儲(chǔ)藏和利用氫氣有了一套完整、行之有效的規(guī)章制度。
比如《氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程》在2008年12月發(fā)布，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了氣態(tài)氫在使用、置換、儲(chǔ)存、壓縮與充(灌)裝、排放過(guò)程以及消防與緊急情況處理、安全防護(hù)方面的安全技術(shù)要求。不過(guò)，“相比于氫燃料汽車的商業(yè)化推廣，獲取、儲(chǔ)存和運(yùn)輸氫燃料的技術(shù)難度更高”，有氫燃料汽車的研發(fā)人員直言，“我們尚需要一定的時(shí)間，來(lái)驗(yàn)證相關(guān)技術(shù)的安全性和穩(wěn)定性能，以及成本的可控性?！?
正是出于安全的考慮，我國(guó)對(duì)于加氫站的選址和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)等方面，都提出了很高的要求，這也導(dǎo)致在國(guó)內(nèi)申請(qǐng)加氫站很難獲批通過(guò)。數(shù)據(jù)顯示，截至2017年底，國(guó)內(nèi)共有12座正在運(yùn)營(yíng)的加氫站。而且這些加氫站主要是為研發(fā)型及示范性汽車提供加注服務(wù)，無(wú)法有效普及。
盡管在發(fā)展氫燃料過(guò)程中面臨著諸多問(wèn)題，但在業(yè)內(nèi)人士看來(lái)，“氫能應(yīng)用是重要發(fā)展方向，未來(lái)或?qū)⒏淖儸F(xiàn)有能源格局”。中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高曾提出，“到2025年，燃料電池技術(shù)將會(huì)成熟，累計(jì)推廣汽車將會(huì)達(dá)到5萬(wàn)至10萬(wàn)輛”。
中國(guó)工程院原副院長(zhǎng)、國(guó)家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會(huì)主任干勇表示，很多人擔(dān)心氫的危險(xiǎn)性和使用安全問(wèn)題，這可以理解?！叭绻褮渥鳛槟茉创罅康貞?yīng)用，應(yīng)該重新制定使用規(guī)則，包括制氫、運(yùn)氫、儲(chǔ)氫、加氫等各環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)，按規(guī)則用氫就不危險(xiǎn)?！?
國(guó)際國(guó)內(nèi)應(yīng)用實(shí)踐證明，只要按照標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)規(guī)范生產(chǎn)、存儲(chǔ)及使用氫能，氫能安全可以得到保障。同時(shí)，能夠商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的加氫站也應(yīng)滿足“連續(xù)加氫運(yùn)行、經(jīng)濟(jì)過(guò)關(guān)（盈利、不能虧）、安全可靠、自控運(yùn)行、減少運(yùn)行管理人員”等基本要求。值得注意的是，目前國(guó)內(nèi)資本市場(chǎng)對(duì)燃料電池的關(guān)注熱度不減。在經(jīng)歷了短期低迷期后，近日燃料電池板塊再次活躍。
當(dāng)然，多次發(fā)生的爆炸事件也警醒著我們：由于氫燃料本身的復(fù)雜性及危險(xiǎn)性，企業(yè)以及地方政府必須將安全放在首位；同時(shí)，在推動(dòng)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過(guò)程中，必須遵循產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)律，切忌急功近利。
