各地搶灘氫能制高點，氫能的安全能保證嗎？

2019年3月15日，氫能源被首次寫入國務(wù)院《政府工作報告》，3月28日，李克強總理在在博鰲論壇中指出“加快發(fā)展人工智能、自動駕駛、氫能源等新興產(chǎn)業(yè)”，氫能的發(fā)展正在國家頂層設(shè)計上予以重視。

同時，多個地方政府迅速出臺了支持氫能源發(fā)展的相關(guān)政策，紛紛搶占氫能發(fā)展的制高點，至此氫能源的熱風吹遍了整個中國大地。毫無疑問，目前，氫能已經(jīng)從誕生期的口號和概念，成長期的觀望和猶豫，逐漸發(fā)展到如今的搶占先機和實際行動。

盡管氫能概念如此火熱，但有一個話題卻無法回避——氫能的安全性。在應(yīng)急管理部《危險化學品目錄（2015版）實施指南（試行）》中，氫能依然是作為傳統(tǒng)的?；愤M行管理的。那么，人們不禁會問，氫能真的安全嗎？未來駕駛氫燃料汽車又需要具備怎樣的安全知識？

氫能真的不安全嗎？

判定一種能源的安全性首先要了解這種能源的特性。相關(guān)文獻顯示，氫氣是最輕的氣體，在空氣中擴散較快，具有較強的泄露性，氫氣向上擴散的速度可以達到20m／s，是天然氣的6倍。而且氫氣極其易燃，氫氣在常溫常壓空氣中的燃燒范圍為4％－75％，泄漏的氫氣在空間中擴散積聚，達到一定濃度時遇到火源就會燃燒，甚至爆炸。

同時，氫氣在燃燒時是無色的，在白天肉眼幾乎看不到，在黑暗條件下才可以看到藍色火焰。最重要的是氫氣無色無味，人們通過感官很難覺察到氫氣的泄漏。

通過對氫能基本特性的描述，人們會直觀感覺到，氫能確實很危險！其實并非如此。從技術(shù)層面來說，氫氣雖然在空氣中擴散性很強，但若發(fā)生氫氣泄漏或燃燒，倒不一定會發(fā)生危險或者爆炸，因為氫氣作為最輕的氣體，可以很快垂直升到空氣中并迅速消失。

對于大眾最關(guān)心的乘用車安全問題，日本某燃料電池研究所曾做過氫燃料汽車和汽油車爆炸的對比試驗，通過用槍射擊高壓氫氣罐來測試，結(jié)論是由于氫氣的密度非常低，從燃料罐溢出之后迅速上升擴散，著火后火勢持續(xù)向上，乘客車廂與氫氣燃料電池發(fā)動機隔離，火勢過后汽車本身完好無損，也并沒有發(fā)生爆炸，乘客也未受到危險，而汽油車油箱被擊中后整輛車直接爆炸報廢。

這樣的氫能安全試驗國內(nèi)外已進行過多次，以上對比并非要論證作為能源的氫能比汽油更安全，而是說明無論何種能源，本質(zhì)上都有一定的危險性。比如石油、天然氣甚至煤炭，在某種條件下或者在一定應(yīng)用環(huán)境下，均有安全風險，關(guān)鍵的是如何通過一定的技術(shù)來達到安全使用的目標，使之成為人們生活中不可或缺的一部分。

氫能的“安全領(lǐng)域”

氫能的發(fā)展必須優(yōu)先解決安全問題，安全是發(fā)展之本。目前，對于氫安全的研究領(lǐng)域主要集中在儲氫系統(tǒng)和輸氫系統(tǒng)，儲氫和氫能運輸?shù)陌踩?，是氫能產(chǎn)業(yè)是否能夠徹底市場化，最終實現(xiàn)安全應(yīng)用的兩個最關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

儲氫系統(tǒng)主要包括高壓儲氫、液化儲氫、金屬氫化物儲氫、物理吸附儲氫和有機液體儲氫。輸氫系統(tǒng)主要包括氫氣長管拖車、氫氣管道、專用運輸船舶、液氫或氫漿槽罐車和低溫絕熱管道。

在氫能的歷史發(fā)展過程中，不可避免的會出現(xiàn)大大小小的安全事件。曾有相關(guān)研究機構(gòu)對氫能的相關(guān)事故原因進行了統(tǒng)計分析，在眾多事故原因當中，排在前三位的是設(shè)備本身質(zhì)量問題、氫能系統(tǒng)設(shè)計缺陷和人為原因，比例分別為40％、10％和9％，加起來占到了事故原因總比例的59％，而且主要原因還是與氫系統(tǒng)有直接關(guān)系的設(shè)備問題。

氫安全的“關(guān)鍵問題”

氫安全對于氫能未來發(fā)展和應(yīng)用的重要性顯而易見，在發(fā)展過程中勢必會遇到很多問題，目前存在著兩個方面需要著手解決，以便為氫能的發(fā)展解除障礙。

一方面是氫安全的技術(shù)投入太少。由于投入不夠，目前我國缺少高壓氫氣循環(huán)快速充放疲勞的試驗裝備，缺少高靈敏度的氫氣泄漏檢測系統(tǒng)等關(guān)鍵檢測設(shè)備，同時更嚴峻的是氫安全檢測研究的能力暫時難以滿足氫能發(fā)展需要。

另一方面是氫能專用裝置的缺失。目前我國缺少氫能專用的安全泄爆裝置，如果發(fā)生爆炸，缺少安全裝置情況下將無法將爆炸的影響降到最低；同時缺少氫系統(tǒng)中需要的壓力表、電阻應(yīng)變計、阻火器等安全儀器儀表。

氫安全發(fā)展需系統(tǒng)設(shè)計

氫能安全需要有系統(tǒng)化的設(shè)計，浙江大學化工機械研究所所長、國際氫能標準化技術(shù)委員會副主席鄭津洋給出了自己的建議：

首先，要系統(tǒng)開展氫泄漏、擴散、燃燒、爆炸等相關(guān)試驗研究，為氫風險評價所需模型的建立與驗證提供重組的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；完善金屬和非金屬材料的抗氫脆性能數(shù)據(jù)庫，為我國高壓臨氫承載件料選擇、設(shè)計制造、安全評估、標準制定提供依據(jù)。

其次，要加強氫能基礎(chǔ)設(shè)施運行安全技術(shù)研究，形成氫系統(tǒng)綜合風險評價方法，針對加氫站建設(shè)，形成加氫設(shè)施服務(wù)網(wǎng)絡(luò)重大危險源辨識方法，構(gòu)建風險量化計算與評價指標體系，同時建立有效的事故緩解方法和應(yīng)急安全響應(yīng)機制，為我國氫燃料電池汽車等的商業(yè)化發(fā)展提供支撐。

再次，需要進一步完善我國氫安全的標準化體系，為氫能產(chǎn)業(yè)鏈各個緩解的安全運行提供支撐，同時組建具有第三方公正地位的氫安全檢測研究中心，提升氫能裝備安全檢測能力。

作者：劉濤