要說2021年新能源賽道中什么概念最火熱迄咸？答案莫過于氫能。氫能是雙碳目標(biāo)下的重要能源之一，現(xiàn)如今全球的氫能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入發(fā)展快車道。

盡管氫能概念如此火熱啊奄，但有一個(gè)話題卻無法回避——氫能的安全性。

在很多人的認(rèn)知中雹仿，氫氣危險(xiǎn)系數(shù)較高增热，畢竟氫氣球爆炸整以、儲(chǔ)氫罐爆炸等事故讓許多人談氫色變胧辽。正因如此，氫燃料電池汽車也被貼上了是一枚裝在輪子上的“氫彈”標(biāo)簽勒蜘。

但事實(shí)真是如此嗎悄锈？眾多業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，恐懼源自未知炊惊。

科學(xué)認(rèn)識(shí)氫氣危險(xiǎn)性

判定一種能源的安全性首先要了解這種能源的特性菌渐。清華大學(xué)教授毛宗強(qiáng)認(rèn)為，每種能源載體都有其物理亮钩、化學(xué)暖娃、技術(shù)性等特有的安全問題。

氫氣無色無味巢驶，具有易燃性力浅、易爆性、擴(kuò)散性个滓、易發(fā)生氫脆等特點(diǎn)叭痰，氫氣泄漏后與空氣混合，遇到明火尼可、靜電會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸斥滤。所以業(yè)界談氫色變。但氫氣并非不可捉摸勉盅，其安全風(fēng)險(xiǎn)是可控的佑颇。氫氣爆炸極限是體積密度達(dá)到4.0%～75%，即氫氣在空氣中的體積濃度在4.0%～75%之間時(shí)，遇火源就會(huì)爆炸漩符，而當(dāng)氫氣濃度小于4.0%或大于75%時(shí)一喘，即使遇到火源，也不會(huì)爆炸嗜暴。

如果從爆炸極限凸克、可擴(kuò)散性及燃燒來看，與汽油闷沥、丙烷萎战、甲烷進(jìn)行比較，氫氣的安全性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于這幾種燃料舆逃。氫氣擴(kuò)散很快蚂维，擴(kuò)散速度是天然氣的六倍，極不易形成可爆炸的器物路狮。

在氫能的歷史發(fā)展過程中侦广，不可避免的會(huì)出現(xiàn)大大小小的安全事件。曾有相關(guān)研究機(jī)構(gòu)對(duì)氫能的相關(guān)事故原因進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析结晒，在眾多事故原因當(dāng)中成猴，排在前三位的是設(shè)備本身質(zhì)量問題、氫能系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺陷和人為原因碎准，比例分別為40%陶份、10%和9%，加起來占到了事故原因總比例的59%焚怨，而且主要原因還是與氫系統(tǒng)有直接關(guān)系的設(shè)備問題武敦。

氫能全產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的安全特點(diǎn)和難點(diǎn)

氫能產(chǎn)業(yè)鏈分為上游制氫、中游儲(chǔ)氫和下游應(yīng)用三大環(huán)節(jié)铺描，產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)且分布廣泛使义。經(jīng)過數(shù)年的技術(shù)積累與政策扶持，氫燃料電池汽車已成為氫能產(chǎn)業(yè)重要的發(fā)展方向之一蟆导。雖然自研發(fā)運(yùn)營(yíng)以來燥及，國(guó)內(nèi)并未發(fā)生過嚴(yán)重的氫安全事故，但整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)鏈仍有危險(xiǎn)點(diǎn)需要時(shí)刻注意杯聚。

1臼婆、制氫：目前系統(tǒng)、設(shè)備等安全方面比較成熟

制氫已有數(shù)年基礎(chǔ)幌绍“涔樱基于我國(guó)數(shù)十年的工業(yè)氣體生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，已形成較為成熟的商業(yè)化技術(shù)（水電解傀广、變壓吸附提純等）和相對(duì)完整的標(biāo)準(zhǔn)體系颁独，以氫源安全制取為核心彩届，明確了系統(tǒng)技術(shù)條件、安全要求等重點(diǎn)內(nèi)容誓酒。

制氫提取工藝流程較多樟蠕。設(shè)備設(shè)施復(fù)雜，需要經(jīng)過由氣態(tài)到液態(tài)再到氣態(tài)的多種狀態(tài)轉(zhuǎn)化靠柑，一旦管道或容器的安全監(jiān)測(cè)及預(yù)警技術(shù)不到位易發(fā)生泄漏事故寨辩，加之工廠的環(huán)境溫度較高，容易發(fā)生事故歼冰。

氫氣對(duì)制氫機(jī)的腐蝕靡狞。水電解制氫設(shè)備的氣液出口存在嚴(yán)重的沖蝕磨損現(xiàn)象，且隨著設(shè)備產(chǎn)氣量的增大众桨，磨蝕現(xiàn)象變得更嚴(yán)重显瞒。在制氫過程中，氫氣的分子小宪凹，一旦隔膜出現(xiàn)問題朦盲，氫分子將向氧室滲透，就會(huì)引起氫氣純度下降和制氫設(shè)備的危險(xiǎn)举么。

2结款、儲(chǔ)氫：保證儲(chǔ)氫安全是重中之重

眾所周知，要想保證氫能如煤炭喇躲、石油等能源一般腮稚，方便消費(fèi)者們的日常使用许食，如何保證儲(chǔ)氫安全是重中之重继棉。

據(jù)了解，目前全球氫能賽道中够菊，高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫是比較常用且技術(shù)發(fā)展比較成熟的儲(chǔ)氫方式终琅。而高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫想要安全有效使用，離不開一個(gè)小小的零部件——瓶口組合閥符衔。

儲(chǔ)氫容器也容易因操作失誤找前、材料問題而發(fā)生安全事故。“高壓儲(chǔ)氫容器屬于壓力容器判族，事故往往是由于在使用過程中沒有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范而造成的躺盛，如氫氣罐混入其他氣體，在一定條件下會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)爆炸形帮。同時(shí)槽惫，某些儲(chǔ)氫材料長(zhǎng)期在氫環(huán)境下工作，會(huì)出現(xiàn)性能劣化的現(xiàn)象辩撑，嚴(yán)重威脅設(shè)備安全界斜。因此與氫氣相關(guān)的部件仿耽，管路、閥門各薇、泵项贺、儲(chǔ)氫容器必須防止氫氣泄漏，安裝氫氣傳感器并實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)也尤為重要峭判。

3开缎、輸氫：氫能實(shí)現(xiàn)安全應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一

目前，對(duì)于氫安全的研究領(lǐng)域主要集中在儲(chǔ)氫系統(tǒng)和輸氫系統(tǒng)糠管，儲(chǔ)氫和氫能運(yùn)輸?shù)陌踩月颂桑菤淠墚a(chǎn)業(yè)是否能夠徹底市場(chǎng)化，最終實(shí)現(xiàn)安全應(yīng)用的兩個(gè)最關(guān)鍵環(huán)節(jié)蝎蛤。

輸氫系統(tǒng)主要包括氫氣長(zhǎng)管拖車屠途、氫氣管道、專用運(yùn)輸船舶挪吱、液氫或氫漿槽罐車和低溫絕熱管道带诊。因?yàn)闅錃鉀]有大規(guī)模的應(yīng)用，目前管道運(yùn)輸發(fā)展緩慢捺柬，國(guó)標(biāo)于箩、規(guī)范也沒有跟上。液氫運(yùn)輸也缺少一定的規(guī)范望泪，所以目前大多數(shù)都用的是長(zhǎng)管拖車這種運(yùn)輸方式判嘀。長(zhǎng)管拖車運(yùn)輸方式比較古老，直到現(xiàn)在液化天然氣都采用這種方式宾芥，非常安全侣夷。

4、加氫站：安全要求高仑乌，管理難度大

近年來多個(gè)國(guó)家和地區(qū)已將氫能和燃料電池發(fā)展提升到國(guó)家戰(zhàn)略層面百拓。加氫站是支撐氫燃料電池汽車發(fā)展必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施，其建設(shè)數(shù)量和普及程度晰甚，在很大程度上決定了氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程衙传。

加氫站比加油站安全要求高，因?yàn)闅錃鉄o色無味厕九，這就給加氫站安全管理加大了難度蓖捶。一般的加氫站主要設(shè)備包括：大容量高壓氫氣管束車，無油隔膜式氫壓機(jī)扁远，加氫站高壓儲(chǔ)氣瓶組俊鱼，高壓氫氣加注機(jī)，高壓氫氣專用閥件等穿香，其中高壓儲(chǔ)氣瓶因儲(chǔ)氫時(shí)間長(zhǎng)亭引，容量大绎速，壓力高等原因，容易發(fā)生氫氣泄漏焙蚓。

此外抠衬，由于氫氣具有擴(kuò)散系數(shù)大，爆炸極限寬届辽，點(diǎn)火溫度低等特點(diǎn)锹肾，因此一旦發(fā)生泄漏，極易引起爆炸與火災(zāi)映贞，會(huì)對(duì)加氫站周圍的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成極大的損失奥泛。

加氫站目前在國(guó)內(nèi)處在發(fā)展階段，加氫站的管理辦法和審批辦法等各地尚未統(tǒng)一裁堤，加氫站及氫能行業(yè)相關(guān)的國(guó)家規(guī)范仍不全面虫弓，近幾年氫能相關(guān)國(guó)家規(guī)范也在不斷更新和補(bǔ)充。隨著氫能行業(yè)的發(fā)展灵吃，加氫站的建設(shè)速度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過目前抛伏，而加氫站的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，尤其是運(yùn)營(yíng)安全是后續(xù)加氫站管理的重中之重灵界。

5鳍泥、燃料汽車：保障車載供氫系統(tǒng)安全性

對(duì)于氫能主要應(yīng)用領(lǐng)域之一——燃料汽車，車載供氫系統(tǒng)是燃料電池汽車的重要組成部分溉委。該系統(tǒng)主要由高壓儲(chǔ)氫瓶鹃唯、加注口、安全閥瓣喊、溢流閥坡慌、減壓閥、壓力和溫度傳感器等組成型宝。

一般來說八匠，氫氣爆炸要滿足燃燒的三要素絮爷，即達(dá)到氫氣爆炸極限趴酣，還要施加靜電、明火或混合空氣溫度達(dá)到一定值坑夯。而車用壓縮氫氣鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞氣瓶在使用過程中處于完全封閉狀態(tài)岖寞，發(fā)生安全事故的可能性極小。

“保障車載供氫系統(tǒng)安全性主要從預(yù)防與監(jiān)控兩方面著手柜蜈。技術(shù)設(shè)計(jì)方面仗谆，不僅具備過溫保護(hù)、低壓報(bào)警淑履、過壓保護(hù)恤络、過流保護(hù)等功能溜屡，還考慮到了碰撞安全、氫氣泄漏的控制等因素雁韵；零部件制造方面盗闯，儲(chǔ)氫瓶和系統(tǒng)管路必須選擇合適的材料以及保護(hù)結(jié)構(gòu)。”

氫能源在安全性上的優(yōu)點(diǎn)

凡事有利就有弊颊嫁，氫能源在安全性上的優(yōu)點(diǎn)也很重要：

氫氣具有很高的擴(kuò)散系數(shù)和浮力球灰，泄露時(shí)濃度會(huì)迅速降低。

如果發(fā)生爆炸祈兼，氫氣的爆炸能量是常見燃?xì)庵凶畹偷挠馗龋蛦挝惑w積爆炸能而言，氫氣爆炸能僅為汽油氣的1/22痒跌。

氫能安全利用的三個(gè)原則：

不泄露狡舞、早發(fā)現(xiàn)、不積累

一是不泄漏牍猫，即防止氫氣尤其是壓縮氫氣系統(tǒng)的氫氣泄漏颗蝶。要確保儲(chǔ)氫瓶、閥門俭厚、安全閥户魏、管件、接頭及連接件挪挤、儀表叼丑、墊圈的可靠性，選用的金屬材料與氫要有良好的相容性扛门。

二是早發(fā)現(xiàn)鸠信，即氫氣泄漏后能及早發(fā)現(xiàn)。要在容易發(fā)生氫氣泄漏的部位設(shè)置高靈敏度的氫氣濃度自動(dòng)檢測(cè)儀表及報(bào)警裝置论寨，一旦發(fā)生泄漏能及時(shí)報(bào)警處理星立。

三是不積累，即防止氫氣泄漏后的積聚葬凳。受限空間如加氫站儲(chǔ)氫瓶的儲(chǔ)存間和氫氣壓縮機(jī)間要具備良好的通風(fēng)性能绰垂，易發(fā)生氫氣泄漏的部位要設(shè)置與氫氣檢測(cè)報(bào)警聯(lián)動(dòng)的防爆強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)備，氫氣泄漏時(shí)要能夠迅速啟動(dòng)強(qiáng)制通風(fēng)設(shè)備火焰，使氫氣盡快向空中擴(kuò)散劲装。

正所謂安全無小事，隨著氫能源技術(shù)的發(fā)展塘憨，這也鞭策氫能產(chǎn)業(yè)鏈不同環(huán)節(jié)的企業(yè)卢女，以及國(guó)內(nèi)相關(guān)部門，在加快發(fā)展的同時(shí)必須提升對(duì)安全問題的重視士到，將潛在風(fēng)險(xiǎn)消滅在萌芽狀態(tài)留绞。

中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)秘書長(zhǎng)張進(jìn)華曾表示助安，人們已經(jīng)習(xí)慣于汽油作為燃料，對(duì)氫氣這種燃料缺乏了解哩啼，如果有必要的保護(hù)措施现伺，安全使用是完全可以做到的。所以度潜，氫能的安全使用不僅要從技術(shù)上保障嘹据，還要提高大眾對(duì)于氫能安全性的認(rèn)識(shí)。