氢能要发展 系好“安全带”

日前，江苏连云港东海县一石英制品公司内一辆氢气运输车发生泄漏，因氢气流动产生静电，静电产生火花，引燃泄漏氢气。此次事故虽未造成人员伤亡，也未造成环境危害，但依然引发行业关注。

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我国氢能产业近年发展迅猛，但因人们对氢能缺乏足够了解，对其安全性尚有疑虑。业内认为，确保安全是氢能产业实现大规模商业化的重要前提之一，制储运加用任何一个环节出现问题，引发的事故都可能影响氢能发展势头，进而阻碍涉氢产业在民用领域的大众接受度和发展进程。

产业链安全风险不容忽视

清华大学车辆学院氢能与燃料电池学科教授杨福源在中国汽研举办的“氢能与燃料电池汽车产业大会——氢安全专题会议”上指出：“根据对全球氢安全事件的统计分析，我们发现氢安全事故多发生于管阀、氢气纯化装置、储氢设备，以及燃料电池汽车和加氢设备以及通风装置。也就是说，实际上氢安全事故可能发生于氢能产业链各个位置。其中，管阀、储氢容器、防护装置是安全风险较高的环节。”

“从导致事故发生的原因看，有1/3的氢安全事故是无损害的。”杨福源指出，应用环节上，氢安全事件发生的原因主要在于设备失效，涉及材料工艺、设备成熟度等，但也存在人为失误、设计缺陷、养护不足等潜在风险点。

储氢容器也容易因操作失误、材料问题而发生安全事故。“高压储氢容器属于压力容器，事故往往源于使用过程中没有严格按照标准和操作规范执行，如氢气罐混入其他气体，在一定条件下会发生化学反应爆炸。同时，某些储氢材料长期在氢环境下工作，会出现性能劣化，严重威胁设备安全。”航天科技集团一院十五所研究员、全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会委员靳殷实说。

“面对新形势、新问题、新挑战，氢能产业需要进一步加强产业安全发展的顶层设计和统筹谋划，共同推动氢能产业全链条安全管理体系建设，不断拓展市场应用新空间，引导产业安全有序发展。”应急管理部国家安全科学与工程研究院特聘专家、北京市应急局原二级巡视员魏丽萍指出。

全球氢泄漏事故频发

全球范围内，氢能安全事故时有发生。

2019年，在不到20天时间内，韩国、美国、挪威先后发生三起加氢站等氢燃料配套设施的爆炸事件。爆炸发生后，丰田和现代汽车均暂停在挪威的氢燃料电池车型销售，直至事故原因确定后才恢复运营。

国内也面临同样风险。2020年7月，在东莞某制氢厂，充装软管发生接头脱落，引发爆炸式爆燃事故。2021年，湖南郴州市马田镇发生储氢瓶爆炸事故，事故原因为液化石油气钢瓶改造用于制取氢气的容器未及时泄放纯度不足的氢气，导致制氢罐爆裂解体。

值得关注的是，近年来全球所有氢安全事件中氢泄漏事故上涨趋势明显。根据韩国天然气安全社发布的数据，2021年-2022年8月，韩国共发生878起氢气泄漏事故。此外，美国、挪威发生的氢燃料配套设施爆炸事件也都与氢气泄漏有关。

靳殷实表示，氢气泄漏是氢能应用过程中最大的安全隐患。“氢气无色无味，具有易燃、易爆、易扩散、易发生氢脆等特点。氢气泄漏后与空气混合，遇到明火、静电会发生燃烧或爆炸。不过，氢安全事故一般都是因为操作不当引发的。”

“在燃料电池汽车全生命周期内，氢气的意外泄漏几乎难以避免，同时燃料电池汽车又恰好提供了强电环境，两者结合，进一步增加意外点火的可能性。”杨福源表示，既然泄漏难以避免，关键问题就在于泄漏量多少、是否集聚和点火，因此当下氢安全风险评估、氢气泄漏燃爆机制及主动防护对产业链用氢安全尤为重要。

立足技术解决问题

针对氢气泄漏的解决方案，杨福源认为，应采取三个类型的主动防护。首先，通过产品认证、测试评价等手段，使材料防温压氢脆、结构防应力集中、工艺防制造缺陷；其次，做到事中主动安全，通过泄漏快速检测、风险预测预警和安全培训等手段，防泄漏，防集聚，防点火，严控气源品质，严格规程管理；最后，通过应急处置，保证危害不扩大，责任可追究。

靳殷实指出，氢泄漏问题应采取疏和堵的措施，即有效密封和科学通风排放相结合，才能更大程度避免因泄漏而引发的安全事故。“因此，与氢气相关的部件，尤其管路、阀门、泵、储氢容器必须防止氢气泄漏，安装氢气传感器并实时监测也尤为重要。”

“氢安全是全产业链的安全，不泄漏是事中安全的理想状态，但车用场景下泄漏几乎难以避免。同时，氢气泄漏具有扩散快的特性，更需要全面提升氢安全技术手段，通过近场泄漏检测加主动防护，实现氢安全级别从不伤人提升到无风险。”杨福源指出，氢安全技术有很大的创新空间，应依靠技术进步，而不是仅靠政策来管理其安全问题。

“氢气虽有一定危险性，但燃料电池汽车以及氢储运相关产业链环节均有严格标准及行业规范，只要提高防范意识，在操作过程中严格执行标准法规，氢安全风险将可防可控。”靳殷实进一步指出。

文 | 中国能源报记者 仲蕊