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編者按：最近在全球范圍內(nèi)，短短時間就接連發(fā)生了3起氫氣相關(guān)的爆炸事故，那么，氫能到底安全嗎？

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?。各地政府紛紛出臺相關(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。

 

 

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加氫站于當(dāng)?shù)貢r間6月10日發(fā)生爆炸。該公司合作伙伴、加氫站運營商UnoX宣布暫停當(dāng)?shù)丶託浞?wù)。與此同時，豐田汽車和現(xiàn)代汽車均宣布暫時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)運營。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。

 

無獨有偶，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，韓國江原道江陵市的一個氫燃料儲存罐發(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，在美國加州圣塔克拉拉的一家化工廠的儲氫罐泄露爆炸，導(dǎo)致當(dāng)?shù)貧淙剂想姵仄嚨臍涔?yīng)中斷。

 

韓國官方信息顯示，發(fā)生爆炸的儲氫罐屬于一家扶持創(chuàng)新型中小企業(yè)的非營利機構(gòu)，該機構(gòu)承接了一些氫能儲運方面的研究課題。而美國和挪威的爆炸事件則涉及到的美國空氣化工產(chǎn)品公司、美國普萊克斯公司，都是全球較大的氫氣供應(yīng)商，可謂實力雄厚，歷史悠久。

 

針對前兩起事故，加州的爆炸事件事故涉及氫氣運輸過程，既氫氣輸送拖車泄漏的是高壓氣態(tài)氫氣泄漏泄放過程中引發(fā)自燃，然后連鎖爆炸。美國因為液氫比較便宜，且建站地區(qū)多比較空曠，因此沒有對蒸發(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，又恰好在這個時刻泄漏或泄放引發(fā)自燃的話，爆炸就在所難免了。

 

而韓國事故的原因初步鑒定為，在履行水電解氫氣試驗的過程中，因操作失誤而導(dǎo)致爆炸。水電解制氫的特點是同時釋放大量氧氣，而氧氣的密度比空氣重，需要采用強制通風(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。有分析認為，加氫站等配套設(shè)施事故頻發(fā)對一些堅持用氫燃料汽車技術(shù)替代純電動汽車技術(shù)的車企是重大打擊。同時，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)。

 

 

傳統(tǒng)的印象中，氫氣危險系數(shù)較高，畢竟氫氣球爆炸、儲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，但事實如此嗎？

 

由于氫氣具有擴散系數(shù)大，爆炸極限寬，點火溫度低等特點，因此一旦發(fā)生泄漏，極易引起爆炸與火災(zāi)，會對加氫站周圍的生命和財產(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：氫氣具有很高的擴散系數(shù)和浮力，泄露時濃度會迅速降低。如果發(fā)生爆炸，氫氣的爆炸能量是常見燃氣中最低的，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)人士認為，隨著儲氫罐技術(shù)持續(xù)進步，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，前者更易爆燃。

 

此外，加氫站作為氫燃料電池車的燃料補給站，其數(shù)量必然會快速增長，并會朝著人口較為密集的地區(qū)進行布置。因此，加氫站的安全性必然會成為公眾關(guān)注的焦點，同時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、輸送、加注的全流程中心，要十分注重其安全問題。由于氫氣自身的特性，加氫站在設(shè)計、建設(shè)、運營中，要注意的問題數(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)鎖功能和過壓保護功能；由于高電位氫流會使氫氣在空氣中燃燒，還要防止高速氫流與儲氫瓶之間摩擦導(dǎo)致的高電位氫流等等。

 

從世界范圍看，日本、德國等發(fā)達國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（包括混合動力、純電動、燃料電池）之一，今年的政府工作報告提出“推動充電、加氫等設(shè)施建設(shè)”，進一步提振了行業(yè)發(fā)展信心。

 

清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院常務(wù)副院長高文勝表示，工業(yè)制氫已有很長的時間了，氫氣的用途也非常廣泛。工業(yè)生產(chǎn)、儲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、儲存、壓縮與充(灌)裝、排放過程以及消防與緊急情況處理、安全防護方面的安全技術(shù)要求。不過，“相比于氫燃料汽車的商業(yè)化推廣，獲取、儲存和運輸氫燃料的技術(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間，來驗證相關(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，我國對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)致在國內(nèi)申請加氫站很難獲批通過。數(shù)據(jù)顯示，截至2017年底，國內(nèi)共有12座正在運營的加氫站。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)，無法有效普及。

 

盡管在發(fā)展氫燃料過程中面臨著諸多問題，但在業(yè)內(nèi)人士看來，“氫能應(yīng)用是重要發(fā)展方向，未來或?qū)⒏淖儸F(xiàn)有能源格局”。中國科學(xué)院院士、中國電動汽車百人會執(zhí)行副理事長歐陽明高曾提出，“到2025年，燃料電池技術(shù)將會成熟，累計推廣汽車將會達到5萬至10萬輛”。

 

中國工程院原副院長、國家新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展專家咨詢委員會主任干勇表示，很多人擔(dān)心氫的危險性和使用安全問題，這可以理解。“如果把氫作為能源大量地應(yīng)用，應(yīng)該重新制定使用規(guī)則，包括制氫、運氫、儲氫、加氫等各環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)，按規(guī)則用氫就不危險。”

 

國際國內(nèi)應(yīng)用實踐證明，只要按照標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)規(guī)范生產(chǎn)、存儲及使用氫能，氫能安全可以得到保障。同時，能夠商業(yè)化運營的加氫站也應(yīng)滿足“連續(xù)加氫運行、經(jīng)濟過關(guān)（盈利、不能虧）、安全可靠、自控運行、減少運行管理人員”等基本要求。值得注意的是，目前國內(nèi)資本市場對燃料電池的關(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)雜性及危險性，企業(yè)以及地方政府必須將安全放在首位；同時，在推動氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中，必須遵循產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)律，切忌急功近利。

原標(biāo)題：頻遇“氫”襲，氫能安全性到底如何？