氫能安全該如何保障

當(dāng)?shù)貢r(shí)間6月10日，挪威首都奧斯陸郊外一座無(wú)人值守的加氫站發(fā)生起火和爆炸。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間6月1日，在美國(guó)加州硅谷，空氣產(chǎn)品公司的一輛氫氣配送拖掛車發(fā)生爆炸，事故發(fā)生后，豐田和現(xiàn)代汽車同時(shí)宣布，在事件調(diào)查結(jié)束前，暫停在挪威銷售氫燃料電池汽車。

稍早前的5月23日，在韓國(guó)江原道江陵市大田洞科技園區(qū)，一家太陽(yáng)能制氫公司的氫燃料儲(chǔ)存罐發(fā)生爆炸，據(jù)悉當(dāng)時(shí)正在進(jìn)行氫氣生產(chǎn)和使用等測(cè)試。

在氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展之時(shí)，20天內(nèi)接連發(fā)生的三起加氫站爆炸事故，引起了全球氫能產(chǎn)業(yè)的高度關(guān)注，也給氫燃料電池汽車的發(fā)展敲響了警鐘。

高壓裝置泄漏和富氧環(huán)境是主因

“氫能行業(yè)中一個(gè)公認(rèn)的事實(shí)是，高壓裝置泄漏容易引起氫氣自燃。” 富瑞氫能總工程師魏蔚在接受《中國(guó)汽車報(bào)》記者采訪時(shí)表示，“氫氣自燃的問題很容易被忽略。”根據(jù)Gexcon安全咨詢公司日前公布的調(diào)查結(jié)果，挪威加氫站事故的原因是高壓儲(chǔ)存單元的氫泄漏，并且泄漏的云狀氫氣被點(diǎn)燃。

挪威和美國(guó)的事故原因都提到了高壓裝置的泄漏。據(jù)了解，高壓氫氣泄漏引起自燃是氫氣特有的特性。原因在于氫的焦耳-湯姆遜效應(yīng)和轉(zhuǎn)化溫度低，在常溫下，高壓氫氣釋放壓力降低時(shí)溫度就會(huì)急劇升高，再加上氫的燃點(diǎn)低，因此，高壓氫氣突然泄漏非常容易引起氫氣自燃。

三起事故中，韓國(guó)發(fā)生在氫氣制取環(huán)節(jié)，美國(guó)發(fā)生在儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)，挪威發(fā)生在加氫站，基本涵蓋了氫能供應(yīng)體系。而關(guān)于三起事故的共性問題，高壓氫氣泄漏引起的氫氣自燃是其中之一。魏蔚表示，另外一個(gè)還沒有被證實(shí)的疑似原因是，水電解制氫時(shí)氧氣的聚集導(dǎo)致了燃燒和爆炸。

據(jù)了解，挪威和韓國(guó)的事故都涉及水電解制氫。在水電解制氫的過程中會(huì)釋放大量氧氣，制取1公斤氫氣會(huì)釋放8公斤氧氣。氧氣的密度比空氣的密度大，很難擴(kuò)散，因此會(huì)形成富氧環(huán)境。在富氧環(huán)境下，基本上所有的物質(zhì)或物體都可以燃燒并發(fā)生爆炸。

氫氣本身的物理特性是分子小、無(wú)色無(wú)味，發(fā)生泄漏時(shí)無(wú)法通過視覺和嗅覺辨別，因此需要敏感度較高的監(jiān)測(cè)監(jiān)控儀器儀表，例如測(cè)量氫氣濃度的傳感器、火焰探測(cè)器等。即使同樣是易燃易爆氣體，氫氣所用的傳感器、儀器儀表和其他氣體有非常大的差異。

不斷完善技術(shù)和安全標(biāo)準(zhǔn)

快速推進(jìn)加氫站建設(shè)已經(jīng)成為各個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略布局。日本對(duì)加氫站數(shù)量的規(guī)劃是，到2020年建成160座加氫站，2025年建成320座，2030年建成900座。根據(jù)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》和《中國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展藍(lán)皮書》，我國(guó)到2020年將建成100座加氫站，到2030年將建成1000座。

今年以來(lái)，我國(guó)加氫站建設(shè)被列為工作重點(diǎn)。先是政府工作報(bào)告提出“推動(dòng)充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”等內(nèi)容，同時(shí)國(guó)家發(fā)改委在《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展計(jì)劃草案的報(bào)告》(修訂版)中也相應(yīng)增加了“加強(qiáng)加氫等設(shè)施建設(shè)”內(nèi)容。

“地方政府積極地推動(dòng)加氫站建設(shè)，不排除因?yàn)橥恋刭Y源貧乏和盲目拉資源和項(xiàng)目的目的。這會(huì)導(dǎo)致地方政府把加氫站的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的特別低，安全性方面就會(huì)出現(xiàn)很多問題。”全國(guó)乘用車市場(chǎng)信息聯(lián)席會(huì)秘書長(zhǎng)崔東樹在接受《中國(guó)汽車報(bào)》記者采訪時(shí)，對(duì)目前地方政府盲目追求新項(xiàng)目，低標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)加氫站的亂象很擔(dān)憂，“并不是所有的地方都適合建設(shè)加氫站。”

同時(shí)，崔東樹特別強(qiáng)調(diào)，加氫站是一個(gè)在建設(shè)上安全性要求極高的設(shè)施，和加油站完全不在一個(gè)層次。

不過，國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用實(shí)踐證明，只要按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和法規(guī)生產(chǎn)、存儲(chǔ)及使用氫能，氫能安全還是可以得到保障的。

早在2010年，我國(guó)對(duì)于加氫站建設(shè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)就已經(jīng)出臺(tái)，即《加氫站技術(shù)規(guī)范》(GB50516-2010)。在2018年5月1日，《加氫站安全技術(shù)規(guī)范》(GB/T34584-2017)也開始正式實(shí)施。據(jù)了解，這是目前加氫站建設(shè)方面最新、最全、最權(quán)威的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)內(nèi)所有的加氫站都應(yīng)依此標(biāo)準(zhǔn)來(lái)建設(shè)運(yùn)營(yíng)。該標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)規(guī)定了氫動(dòng)力車輛加氫站的氫氣輸送、站內(nèi)制氫、氫氣存儲(chǔ)、壓縮、氫氣加注以及安全與消防等方面的安全技術(shù)要求，適用于采用各種供氫方法的氫動(dòng)力車輛加氫站，也適用于加氫加油、加氫加氣、加氫充電合建站等兩站合建或多站合建的加氫站。另外，對(duì)于加氫站選址問題，該標(biāo)準(zhǔn)也有明確的限定。

不過，魏蔚表示，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和服務(wù)消費(fèi)群體的改變，加氫站的技術(shù)規(guī)范和安全規(guī)范一直在不斷完善的過程中。

此外，業(yè)內(nèi)人士表示，當(dāng)前全球氫能行業(yè)整體還處于市場(chǎng)化初期，各種制氫站和加氫站的控制邏輯和控制程序還需不斷優(yōu)化升級(jí)，無(wú)人值守的制氫-加氫站還有很長(zhǎng)的路要走。從歐洲的情況來(lái)看，不少加氫站無(wú)人值守，實(shí)行全自動(dòng)模式，如果閥門之類的部件出現(xiàn)問題沒有被及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處置就有可能引發(fā)重大安全事故。相比國(guó)內(nèi)，我國(guó)在加氫站加注氫氣均由專業(yè)工作人員完成，安全性要高很多。

做好保障措施 加氫站可以很安全

4月中旬，多家氫能企業(yè)曾對(duì)《危險(xiǎn)化學(xué)品目錄(2015版)實(shí)施指南(試行)》提出修訂意見，希望氫氣能從?；穭潥w至能源范疇。

林德集團(tuán)氫能業(yè)務(wù)發(fā)展主管王海表示，在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，汽油柴油亦屬于?；?，但它們還有另一個(gè)屬性，即能源屬性。這意味著，在工廠里生產(chǎn)時(shí)，汽油柴油需要按照危化品的方式管理;進(jìn)入加油站后，就能按照能源進(jìn)行管理。

在我國(guó)，雖然氫氣位列《危險(xiǎn)化學(xué)品目錄》，但加氫站國(guó)家管理標(biāo)準(zhǔn)目前還是空白，建設(shè)審批和監(jiān)察等環(huán)節(jié)，究竟是歸管控危化品作業(yè)的消防、安監(jiān)部門負(fù)責(zé)，還是由管理城市燃?xì)庀到y(tǒng)的住建部門監(jiān)管，都尚未明確。

根據(jù)國(guó)務(wù)院發(fā)布的關(guān)于落實(shí)政府工作報(bào)告重點(diǎn)工作部門分工意見，加氫設(shè)施建設(shè)由財(cái)政部、工信部、發(fā)改委、商務(wù)部、交通部、住建部、國(guó)家能源局等按職責(zé)分工負(fù)責(zé)。在接受記者采訪時(shí)，魏蔚特地強(qiáng)調(diào)，在技術(shù)和安全方面，加氫站有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，但對(duì)于加氫站建設(shè)的審批和管理部門不明晰。“監(jiān)管部門不明確，所以加氫站存在疏于管理的現(xiàn)象。”

國(guó)金證券對(duì)比了2014年8月俄羅斯達(dá)吉斯坦加油站爆炸、2019年4月上海特斯拉自燃，以及挪威加氫站爆炸三起事故發(fā)現(xiàn)，挪威加氫站爆炸時(shí)上部有火苗，沒有濃重的黑煙，圍擋設(shè)備的房屋大部分完整，只有幾片被掀開，基本都散落在周圍，這說明向四周爆炸的威力不大。他們認(rèn)為挪威加氫站爆炸的案例反而從側(cè)面證明了氫氣的安全性：建筑基本完整、無(wú)人傷亡、火苗逐漸變小，主要的傷害是巨大的震動(dòng)導(dǎo)致附近汽車的氣囊彈出以及倒伏在房子附近的幾片隔板。

行業(yè)內(nèi)相關(guān)人士表示，僅國(guó)內(nèi)每年天然氣、氧氣、氮?dú)?、氯氣等引發(fā)的安全事故頻繁見諸報(bào)端。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，從2015~2018年上半年，國(guó)內(nèi)燃?xì)獗ㄐ侣劮謩e有350起、909起、680起和263起。美國(guó)能源部在《針對(duì)氫和燃料電池項(xiàng)目安全規(guī)劃指南》中指出，氫在生產(chǎn)、存儲(chǔ)、分配和使用過程中的安全至關(guān)重要，任何項(xiàng)目的災(zāi)難性失敗，都可能損害公眾對(duì)氫和燃料電池的看法。

對(duì)于新事物的認(rèn)知，大眾普遍會(huì)有放大的意識(shí)。因此，做好加氫站安全保障工作顯得尤為重要。“只要做好了預(yù)防高壓裝置泄漏、處理好富氧環(huán)境以及氫氣泄漏的檢測(cè)，氫氣是很安全的。”魏蔚說。