在國家政策和地方政府的大力扶持下,國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)已經(jīng)從原來小規(guī)模示范,進(jìn)入到產(chǎn)業(yè)規(guī)模示范階段,下一步目標(biāo)是向商業(yè)化運(yùn)行。然而,值此行業(yè)發(fā)展關(guān)鍵時(shí)期,氫能依然被看作?;罚嚓P(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)落后,嚴(yán)重制約著燃料電池汽車的商業(yè)化運(yùn)行步伐。
1月11-13日,中國電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇(2019)在北京釣魚臺(tái)國賓館召開,中船重工第七一八研究所制氫設(shè)備工程部總工程師薛賀來發(fā)表了“氫能的供應(yīng)利用的安全性”的主題演講,圍繞氫氣特性、制氫方法、儲(chǔ)氫/運(yùn)氫/用氫方式、安全法規(guī)等多方面深入展開。
薛賀來表示,氫能作為一個(gè)清潔、高效、安全、可持續(xù)的新型能源,具有極大的優(yōu)越性,被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉础?/p>
氫能的來源廣泛,具有高熱值、無污染、利用形式多種多樣、安全性好等多重優(yōu)勢。最重要的是,氫能具有可儲(chǔ)能的能力,在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域都能得到廣泛的應(yīng)用。我們所提倡的氫能社會(huì),其實(shí)是擯棄化石能源,對可再生能源的重新利用,而水電解制氫是對可再生能源最好的一種轉(zhuǎn)化,可以讓可再生能源進(jìn)行“儲(chǔ)存”,然后運(yùn)用在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。
當(dāng)前廣大社會(huì)人士關(guān)注的焦點(diǎn)在于,氫能供應(yīng)利用到底安不安全?薛賀來充分論證了從氫氣的制備到應(yīng)用的全過程中,只要按照一定的規(guī)范進(jìn)行操作,安全性非常高。
①氫氣的特性,氫氣點(diǎn)火能力很低,燃燒及爆炸極限很寬,能量密度很高,被冠以易燃易爆的危險(xiǎn)品,所以業(yè)界談氫色變。但如果從爆炸極限、可擴(kuò)散性及燃燒來看,與汽油、丙烷、甲烷進(jìn)行比較,氫氣的安全性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于這幾種燃料。氫氣擴(kuò)散很快,擴(kuò)散速度是天然氣的六倍,極不易形成可爆炸的器物。
②氫氣制取方式,傳統(tǒng)的制取一般都是從化石燃料里面制取氫氣,以及從化工過程副產(chǎn)品中提取氫氣,還有一種方式是水電解制氫。新型的制氫方法是光催化制氫,但是這種方法還在研究過程當(dāng)中,并沒有量產(chǎn)。
化石燃料制氫是目前應(yīng)用最多的一種方法,以煤、天然氣等化石能源來制取氫氣,利用非常廣泛,具有悠久的歷史?;み^程副產(chǎn)氫氣,來源主要是氯堿工業(yè)的尾氣以及合成氨的尾氣,對尾氣進(jìn)行提純,再利用。這兩種制氫方法,目前都用的很多,歷史悠久,非常成熟、安全。
水電解制氫和可再生能源是可以直接對接的一種制氫方法,經(jīng)歷了數(shù)百年的發(fā)展,在系統(tǒng)安全、設(shè)備安全等方面已經(jīng)形成了完善的安全的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)體系和安全的管理規(guī)范,并且有很多的國標(biāo)對它進(jìn)行支持。還有氫氣站設(shè)計(jì)規(guī)范,在廠房建設(shè)、防電防爆等各個(gè)方面進(jìn)行了硬性規(guī)定,能夠保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
③儲(chǔ)氫方式,除了傳統(tǒng)的中低壓的儲(chǔ)罐儲(chǔ)氫,主要有高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、低溫液態(tài)儲(chǔ)氫等,金屬氫化物儲(chǔ)氫、有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫是新型的儲(chǔ)氫方法。
低溫液態(tài)儲(chǔ)氫是將氫氣壓縮以后,冷卻到252度以下,形成液化,然后儲(chǔ)存在絕熱真空儲(chǔ)存器當(dāng)中,儲(chǔ)氫密度達(dá)到5.7%,無論在質(zhì)量密度和氣體密度方面都比較有優(yōu)勢。但這需要一定的工藝過程,才能達(dá)到低溫液態(tài)儲(chǔ)氫。目前運(yùn)用最多還是高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫,以氣罐為容器,通過高壓壓縮來儲(chǔ)存氣態(tài)氫氣,有車用高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫、固定式高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫等方式。
車載式高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫除了氫瓶,還設(shè)有溫度報(bào)警、起火防護(hù)、過壓防護(hù)等防護(hù)措施,所以供氫系統(tǒng)比較安全;固定式高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫主要是遠(yuǎn)程儲(chǔ)運(yùn),設(shè)置了一定的安全保護(hù)裝置。
有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫是利用不飽和的芳香烴、烯炔烴等作為儲(chǔ)氫的載體,與氫氣發(fā)生可逆的化學(xué)反應(yīng),來實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫。質(zhì)量密度可達(dá)到7%左右,最大特點(diǎn)是常溫下液態(tài),對氫氣更方便、安全的進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)和運(yùn)輸,但目前還沒有量產(chǎn)。
④氫的運(yùn)輸,主要有長管拖車、液氫運(yùn)輸、管道運(yùn)輸?shù)?。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,國標(biāo)、規(guī)范也沒有跟上。液氫運(yùn)輸也缺少一定的規(guī)范,所以目前大多數(shù)都用的是長管拖車這種運(yùn)輸方式。
長管拖車運(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,非常安全。目前中國關(guān)于從氫的制備到應(yīng)用全過程的標(biāo)準(zhǔn)一共有83項(xiàng)。
⑤車載供氫系統(tǒng)的安全性,這個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中設(shè)置了過溫保溫、低壓報(bào)警、過壓保護(hù)、過流保護(hù)等等,同時(shí)還考慮到碰撞的安全、氫氣泄漏安全等,所以這個(gè)系統(tǒng)也是非常安全的。
通過對高壓儲(chǔ)氫氣瓶子彈穿透試驗(yàn)和火燒試驗(yàn),即便車在運(yùn)行過程中出現(xiàn)了任何問題,氣瓶仍然非常安全;通過對整車的檢驗(yàn)、氫氣的泄漏檢驗(yàn)、系統(tǒng)的震動(dòng)經(jīng)驗(yàn)及碰撞檢驗(yàn),即便燃料電池汽車發(fā)生氫氣泄漏,自始至終火焰是向上的,不會(huì)殃及整個(gè)車輛。而傳統(tǒng)的燃油車由于汽油下淌,在地上蔓延,會(huì)引燃整個(gè)車輛,所以相對來說燃料電池汽車還是非常安全的。
社會(huì)上很多人談氫色變,其實(shí)天然氣、汽油、液化石油氣等每年所出的問題也不少。既然出現(xiàn)了這么多問題,也沒有摒棄這些能源的使用,氫氣也是一樣的。
⑥加氫站設(shè)計(jì),中國已經(jīng)對加氫站建設(shè)有了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與一定的規(guī)范。從周圍報(bào)警系統(tǒng),從各個(gè)方面對加氫站的設(shè)計(jì)建設(shè)進(jìn)行了規(guī)范,能夠保證加氫站安全。整體而言,只要按照一定的規(guī)范進(jìn)行操作,氫氣是安全的,不要談氫色變。
⑦氫能剛剛起步,對氫能安全的建議有:一是加強(qiáng)氫能制、儲(chǔ)、運(yùn)、用各環(huán)節(jié)的安全性的技術(shù)研究;二是加快完善關(guān)于氫能應(yīng)用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系和安全技術(shù)法規(guī)體系,加強(qiáng)行業(yè)監(jiān)管,使氫能應(yīng)用健康有序發(fā)展;三是加強(qiáng)氫安全的科普宣傳,消除大眾對氫的恐懼心理。