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《中國煤化工》
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發展氫能產業不可忽視安全
作者: | 來源:國家煤化工網 | 時間:2024-01-16

在雙碳目標的大背景下,氫氣的清潔能源屬性更加受到重視,新的應用場景日益增多,由此也為氫能安全風險管控帶來新的挑戰。

氫的化學性質非;顫,是一種極易燃燒的氣體,爆炸極限為4.0%~74.2%。相比汽柴油,氫的危險性更大。因此,發展氫能產業安全問題不可小覷。

氫氣的安全防控在石化產業中并非新事物。

氫氣廣泛應用于石油煉制、甲醇及合成氨等生產中。2021年,我國氫氣產量超過3300萬噸,在制氫與用氫中石化企業已積累了不少安全管控經驗。但隨著氫能產業的生產規模和應用范圍快速擴大,其安全風險管控愈發凸顯。

從全球范圍內來看,氫能安全事故時有發生,其中氫氣泄漏是最大的安全隱患。近年來,此類事故上升趨勢明顯。例如,2019年,韓國、美國、挪威曾在不到20天的時間里,發生3起加氫站等氫燃料配套設施的爆炸事件。

國內也不例外。

2015年6月28日,內蒙古鄂爾多斯的一家化工企業發生一起氫氣泄漏爆炸事故,造成3死6傷;2009年12月30日,某電廠發電機氫氣爆炸至4死1傷;2009年8月13日,江蘇連云港東?h一家工廠內發生氫氣泄漏并引發火情。

這一系列氫氣事故引起了人們對氫能安全性的更大關注和擔憂。

氫能產業鏈長且分布廣泛,分為上游制氫、中游儲氫和下游應用三大環節。

每個環節都有不同程度的安全隱患。任何一個環節出現問題,引發的事故都可能影響氫能發展勢頭,進而阻礙氫能產業的大眾接受度和發展進程。

在生產環節,與氫氣相關的設備、管路、閥門、泵、儲氫容器等都存在泄漏的可能。

在存儲環節,儲氫容器也會因操作失誤及材料問題而發生安全事故。如高壓儲氫容器屬于壓力容器,如果氫氣罐因操作不慎混入其他氣體,在一定條件下會發生化學反應進而爆炸。同時,某些儲氫材料長期在氫環境下工作,會出現氫脆帶來的性能劣化現象,由于氫脆只可防,不可治,氫脆一經產生,將嚴重威脅設備安全。

在應用環節,泄漏風險也會威脅到氫燃料電池車的安全運行。

因此,加強氫能安全研究及管控,是我國發展氫能的關鍵環節。

在制氫過程中,要落實各類大規模電解水制氫裝置和大規模儲氫裝置的安全措施;

在氫氣運輸過程中,要管控好高壓氣瓶運輸中氫氣裝瓶、車輛行駛、氫氣卸車全過程的安全風險;

在氫能的各種運用環節,要有效防控氫氣泄漏這個最大的安全隱患。

從已發生事故看,氫能事故主要集中在下游的應用環節。

特別是在燃料電池汽車全生命周期內,氫氣的意外泄漏幾乎難以避免,同時氫燃料電池汽車又恰好提供了強電環境,兩者結合,進一步增加了意外點火的可能性。

因此,氫能安全更多集中在包括燃料電池汽車在內的相關產業鏈下游應用領域。氫氣從產到用全過程中,只要做到不泄漏、泄漏后不積聚、泄漏后及時發現,就能避免燃爆事故的發生。

以下幾點建議供參考:

一要系統開展氫能安全技術研究。要形成以國家重點實驗室為重點,涉氫企業為主體,社會科技力量積極參與的氫能安全技術研究體制,堅持問題導向和發展目標導向,總體規劃,加大投入。

二要制定完善氫能安全國家標準。要充分發揮行業協會作用,梳理氫能安全國家標準,從氫能全產業鏈安全管控的要求出發,進行頂層設計,制定、修訂、完善標準規劃,盡早形成系統完整的標準體系。

三要建立氫能系統檢測檢驗機構。要建立包括各種設備、管道管件、閥門、儀器、儀表等的檢測檢驗機構,加強專門人才隊伍建設,政府對檢測檢驗技術要有支持和扶持政策。

四要加強從業人員的安全教育。已發生的事故表明,氫能安全事故更多發生在人的操作失誤方面。因此,提高氫能全產業鏈環節的從業人員安全意識,加強人的安全素質能力培訓,更顯得緊迫和必要。


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