中國儲能網(wǎng)訊：安全性是氫能產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基礎(chǔ)和內(nèi)在要求。近年來，隨著氫能在交通、儲能、工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)模逐步擴(kuò)大，氫能安全面臨新挑戰(zhàn)。在業(yè)內(nèi)人士看來，當(dāng)前，在氫能應(yīng)用場景逐步豐富、允許制氫加氫一體化站不再限于化工園區(qū)等情景下，進(jìn)一步提升氫能安全技術(shù)手段，落實(shí)全產(chǎn)業(yè)鏈安全防護(hù)監(jiān)測預(yù)警尤為關(guān)鍵。
■安全要求不斷提升
近年來，全球氫能安全事故時(shí)有發(fā)生。2019年，韓國、美國、挪威不到20天時(shí)間里，發(fā)生3起加氫站等氫燃料配套設(shè)施的爆炸事件。在國內(nèi)，2021年9月，湖南郴州市馬田鎮(zhèn)發(fā)生一起氫氣爆炸事故，系人為違規(guī)制氫導(dǎo)致爆炸；2023年8月，江蘇連云港東?？h一石英制品公司內(nèi)發(fā)生氫氣泄漏并引發(fā)火情。
應(yīng)急管理部上海消防研究所陳佳燕博士指出，氫氣為甲類可燃?xì)怏w，具有燃爆極限寬（體積濃度4.0%—75.6%）、最小點(diǎn)火能低（0.019mJ）、火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤?、爆炸?qiáng)度大等特點(diǎn)，發(fā)生爆轟時(shí)火焰速度可達(dá)2000m/s以上，同時(shí)瞬間壓力為原始壓力的40倍。“氫氣密度小、擴(kuò)散速度快，發(fā)生泄漏時(shí)氫氣極易擴(kuò)散，而且管材氫脆現(xiàn)象也會引起安全問題?！?
中國氫能聯(lián)盟此前發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2023年全國氫能產(chǎn)量約3550萬噸。值得注意的是，從2023年開始，廣東、河北、內(nèi)蒙古等多地允許制氫加氫一體化站不再限于化工園區(qū)。例如，今年4月，內(nèi)蒙古自治區(qū)能源局等十部門發(fā)布《內(nèi)蒙古自治區(qū)可再生能源制氫產(chǎn)業(yè)安全管理辦法（試行）》明確，允許在化工園區(qū)外建設(shè)綠氫項(xiàng)目和制氫加氫一體站，綠氫項(xiàng)目不需取得危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)許可。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，此前制氫限制在化工園區(qū)是造成可用氫源有限、用氫成本較高等問題的重要因素之一，制約了氫能和燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。隨著目前多地政策“松綁”，氫能安全與規(guī)范管理愈發(fā)重要。中國汽車工程研究院政研咨詢中心副主任王薛超認(rèn)為，在此背景下，需圍繞系統(tǒng)安全技術(shù)要求、安全評估及認(rèn)證等方面加快安全管理規(guī)范研究，為安全生產(chǎn)檢查及專項(xiàng)監(jiān)督提供政策依據(jù)。
■難以精準(zhǔn)定位
整體看來，雖然國內(nèi)涉及氫能火災(zāi)爆炸事故較少，但事實(shí)上，在氫能制、儲、運(yùn)、加、用任何一個環(huán)節(jié)都存在泄漏爆炸風(fēng)險(xiǎn)。業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，當(dāng)前氫能事故主要集中在中下游儲運(yùn)及應(yīng)用環(huán)節(jié)。
以氫燃料電池汽車消防安全問題為例，陳佳燕提到，目前氫氣泄漏探測與精準(zhǔn)定位難度大?！艾F(xiàn)有氫氣探測傳感器普遍存在響應(yīng)速度慢、測量精度低、測量范圍不足等問題，難以對氫燃料電池車車內(nèi)、車外氫氣泄漏情況進(jìn)行快速監(jiān)測。而且，不同涉氫場景（加氫站、隧道、車庫等）下氫氣泄漏擴(kuò)散及濃度分布規(guī)律尚未探明，現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)未明確規(guī)定不同場景下氫傳感器的具體布置位置、間距、方法等設(shè)置要求，因此難以對氫燃料電池車應(yīng)用場景下的氫氣泄漏位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位。”
同時(shí)，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)識別與預(yù)警精準(zhǔn)性不足?！皻淙剂想姵剀嚫邏簹錃庑孤┘凹託湔净馂?zāi)事故具有多形式、全鏈路、高耦合、非線性隨機(jī)特征與多尺度動態(tài)等特性，一旦發(fā)生泄漏極易產(chǎn)生燃爆現(xiàn)象，亟需解決氫氣泄漏后的快速預(yù)警與應(yīng)急響應(yīng)問題?！标惣蜒啾硎?。
陳佳燕指出，現(xiàn)階段缺乏針對氫燃爆阻火材料的研究，而傳統(tǒng)阻火材料性能差、阻火器結(jié)構(gòu)不完善，導(dǎo)致現(xiàn)有阻燃抑爆技術(shù)對氫氣燃爆整體抑制水平低，難以實(shí)現(xiàn)快速、有效、全面抑制高壓氫管道的燃爆。
■落實(shí)全鏈條安全監(jiān)控
國家發(fā)改委、國家能源局2022年印發(fā)的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021—2035年）》指出，推動氫能產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)和安全技術(shù)協(xié)同發(fā)展，加強(qiáng)氫氣泄漏檢測報(bào)警以及氫能相關(guān)特種設(shè)備的檢驗(yàn)、檢測等先進(jìn)技術(shù)研發(fā)。積極利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)手段，及時(shí)預(yù)警氫能生產(chǎn)儲運(yùn)裝置、場所和應(yīng)用終端的泄漏、疲勞、爆燃等風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，有效提升事故預(yù)防能力。加強(qiáng)應(yīng)急能力建設(shè)，研究制定氫能突發(fā)事件處置預(yù)案、處置技術(shù)和作業(yè)規(guī)程，及時(shí)有效應(yīng)對各類氫能安全風(fēng)險(xiǎn)。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)能源火災(zāi)安全研究所所長孫金華提到，涉氫系統(tǒng)泄漏致災(zāi)的全鏈條及早期檢測預(yù)警方法是氫安全研究的重點(diǎn)之一。
江蘇比利特企業(yè)管理集團(tuán)有限公司總經(jīng)理朱雄認(rèn)為，需建立氫能產(chǎn)業(yè)全生命周期安全生產(chǎn)管理體系，縱向打通和改進(jìn)氫安全預(yù)防、管控、處置、評估各階段的責(zé)任劃分、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、應(yīng)急調(diào)度、事故響應(yīng)等內(nèi)容，落實(shí)“制—儲—輸—加—用”全鏈條安全生產(chǎn)主體責(zé)任，推動風(fēng)險(xiǎn)關(guān)口前移，預(yù)防和減少事故的發(fā)生。
武漢理工大學(xué)安全科學(xué)與應(yīng)急管理學(xué)院副院長陳先鋒表示，需開展圍繞氫泄漏—擴(kuò)散—爆炸全鏈條監(jiān)測預(yù)警、本質(zhì)安全設(shè)計(jì)、安全防護(hù)與應(yīng)急處置的理論基礎(chǔ)研究及應(yīng)急決策平臺建設(shè)，構(gòu)筑風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測預(yù)警、安全防護(hù)與應(yīng)急處置堅(jiān)實(shí)防線，全面提升我國典型氫能場景泄漏—擴(kuò)散—爆炸風(fēng)險(xiǎn)防控與應(yīng)急處置能力。
此外，針對整個氫能全產(chǎn)業(yè)鏈，陳佳燕表示，基于加氫站火災(zāi)事故機(jī)理研究，要完善氫氣基礎(chǔ)設(shè)施風(fēng)險(xiǎn)評估技術(shù)，建立完善加氫站風(fēng)險(xiǎn)分級管控和隱患排查機(jī)制，提升加氫站運(yùn)營消防安全管理水平。
