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系好“安全带”,氢能发展才能“加速跑”

伴随着氢能产业的快速发展,氢能应用的安全管控正越来越受到重视。今年以来,广东、河北、宁夏、张掖、扬州等国内各省市相继出台了氢能安全管理相关政策,修订和完善氢能安全国家标准体系,为氢能产业风险管控提供了依据。与此同时,推动氢能产业关键核心技术和安全技术协同发展,对氢能产业的安全发展也尤为重要。

氢能安全风险不容忽视

“双碳”目标下,随着氢能在交通、储能、工业等领域的应用规模逐步扩大,为氢能安全风险管控带来新的挑战。如制氢环节,如何做好各类大规模电解水制氢装置和大规模储氢装置的安全防控;在氢气运输过程中,如何应对高压气瓶运输中氢气装瓶、氢气卸车全过程的安全风险等。

氢气的生产、储存和运输常伴有易燃易爆、高压、氢脆等风险,可能发生泄漏、燃烧、爆炸等情况,会造成不小的财产损失。比如近年来,国内外就发生过多起安全事故:

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,由于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,湖南郴州市马田镇发生储氢瓶爆炸事故;2023年8月,江苏连云港东海县一家工厂内发生氢气泄漏,并引起地面起火。

今年以来,全球范围内氢气安全事故也时有发生。7月,一辆氢燃料公交在美国加州加氢时起火,公交车在大火中完全烧毁,同时加氢站的加氢设施也受损了;6月10日,位于鹿特丹的一辆运输拖车的四型储氢罐发生氢气泄露,原因是阀门上的O形圈爆裂造成,该阀门在组装过程中螺栓拧紧不当。

3月,丰田汽车在富士国际赛车场进行内部试车时,由于赛道颠簸振动,其GR卡罗拉氢燃料赛车的发动机舱内氢气管路发生泄露,并引发了火灾;2月,一辆装载氢燃料的半挂卡车在美国特拉华县发生车祸,卡车拖车上的氢气罐被点燃起火,损坏了附近的交通信号和电力线路。

安全是氢能产业化发展的基础和内在要求,同时也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”其中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,随着氢能应用场景不断增加,如何防范安全风险直接关系整个产业的发展。

政策标准规范氢能安全发展

安全政策的制定执行对保障氢能安全应用至关重要。为管控氢能产业全链条重大安全风险,促进氢能产业安全发展,今年以来,国内多个地区均出台了氢能安全管理相关政策,涉及氢气制备、加氢站、氢燃料电池汽车等氢能产业链各个方面。

氢能全产业链安全管理方面,11月16日,张掖市司法局发布关于征求《张掖市氢能产业安全管理办法(试行)》(送审稿)意见建议的公告,内容包括氢气的生产安全、储存安全、运输安全、使用安全、监督管理等方面。

7月28日,扬州市安委会办公室印发了《扬州市氢能产业安全管理暂行规定》。《规定》明确了管理暂行规定制定依据、适用范围、有关职能部门监管责任、氢能企业的安全管理、安全技术、氢气加注和使用安全等方面的规定等;6月26日,河北省人民政府印发《河北省氢能产业安全管理办法(试行)》,明确氢能生产、储存、运输、充装、使用全链条各环节安全风险管控要点和监督管理等要求,为氢能新产业风险管控、安全发展提供依据。

氢气生产方面,7月,宁夏自治区党委十三届四次全会出台了《氢能产业安全生产专项行动的方案》。文件主要从氢能项目的立项审批、建设、生产、储存、运输、加注、使用等7个重点环节提出了安全风险隐患和防控措施,明确了氢能产业安全管理的牵头部门与配合部门,各个重点环节的监管均做到权责明晰。

加氢站方面,7月30日,广东省市场监督管理局发布了《制氢加氢一体站安全技术规范》。文件创新性地给出了一体站的等级划分,给出了一体站厂房内、室外制氢设备、室外或罩棚内的储氢容器或瓶式储氢压力容器、加氢机、氢气压缩机间、撬装式氢气压缩机组、氢气设备放空管等设备设施的爆炸危险区域分级范围划分。

氢能安全标准方面,6月,由中国、美国、韩国和日本共同牵头修订的UN GTR No.13《燃料电池电动汽车安全全球技术法规》经各缔约方投票表决,获得全票通过。该标准是全球汽车技术法规体系中第一个专门针对燃料电池电动汽车的安全技术法规,主要规定了燃料电池电动汽车和储氢系统的安全要求及试验方法;4月1日,国家标准GB/T 29729-2022《氢系统安全的基本要求》正式实施,文件共7章,规定了氢系统的类别、氢的基本特性、氢系统的危险因素及其风险控制的基本要求。

提升技术防范风险

除了依托政策来管理氢能安全问题,在不断扩展的氢能应用场景中,面对更加多元、复杂的安全风险,加强氢能安全技术研发是全面预防风险发生的重要手段。

以氢气泄露为例,氢气与天然气、汽油气等不同,氢气无色无味,泄漏后,人体无法感知,因而如何尽快发现氢气泄漏非常重要。对此,通过传感器,氢气泄露检测技术可以实现泄漏快速检测、风险预测预警,能有效防范风险,提升氢安全水平。

一位行业专家表示:“对氢气的安全防范要做到如影随行,比如泄漏检测要快,并及时明确氢气的去向和氢脆腐蚀等影响。对此,需要持续提升氢安全技术,包括材料技术、结构工艺技术、中间的氢气泄漏检测技术、信息技术检测技术等,各环节相互配合共同防范风险发生。”

因此,随着氢能产业规模不断扩大,已经进入氢能业务的国内企业根据自己的业务需求,针对安全风险管控中的问题,系统地开展氢能安全技术研究,推动氢能产业关键核心技术和安全技术协同发展,才能将氢能应用的安全风险降至最低。

总的来看,氢气具有一定的危险性,氢能应用的安全问题正越来越受到重视,但随着氢能安全管控标准体系的进一步完善,以及氢能安全关键技术不断攻关和应用,氢安全风险将可防可控。

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