在碳达峰、碳中和目标、生态文明建设和“六稳”“六保”等总体要求下，氢气作为重要的工业原料和清洁能源，成为了最具潜力和前景的新能源。

然而，但这条康庄大道却也暗藏荆棘。近年来，部分地区发生的氢爆炸事故已经为行业敲响了安全警钟，如云南石化加氢装置起火、湖南郴州9·11氢能爆炸事故、辽宁沈阳氢车燃爆等等，均把氢能安全性的话题推上了风口浪尖。氢能产业要想驶入发展“快车道”，率先系好“安全带”是关键。

全球氢泄漏事故频发

全球范围内，氢能安全事故时有发生。

2019年，在不到20天时间内，韩国、美国、挪威先后发生三起加氢站等氢燃料配套设施的爆炸事件。爆炸发生后，丰田和现代汽车均暂停在挪威的氢燃料电池车型销售，直至事故原因确定后才恢复运营。

国内也面临同样风险。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，湖南郴州市马田镇发生储氢瓶爆炸事故，事故原因为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，导致制氢罐爆裂解体。

值得关注的是，近年来全球所有氢安全事件中氢泄漏事故上涨趋势明显。根据韩国天然气安全社发布的数据，2021年-2022年8月，韩国共发生878起氢气泄漏事故。此外，美国、挪威发生的氢燃料配套设施爆炸事件也都与氢气泄漏有关。

靳殷实表示，氢气泄漏是氢能应用过程中最大的安全隐患。“氢气无色无味，具有易燃、易爆、易扩散、易发生氢脆等特点。氢气泄漏后与空气混合，遇到明火、静电会发生燃烧或爆炸。不过，氢安全事故一般都是因为操作不当引发的。”

“在燃料电池汽车全生命周期内，氢气的意外泄漏几乎难以避免，同时燃料电池汽车又恰好提供了强电环境，两者结合，进一步增加意外点火的可能性。”杨福源表示，既然泄漏难以避免，关键问题就在于泄漏量多少、是否集聚和点火，因此当下氢安全风险评估、氢气泄漏燃爆机制及主动防护对产业链用氢安全尤为重要。

要和管控天然气安全一样管控氢气安全

氢气的安全防控在我国工业生产中并非新鲜命题。在石化产业中，氢气作为石油炼制、生产甲醇及合成氨等的重要原料被广泛应用；随着我国航天事业的发展，液氢已经成为新一代发动机燃料。2021年，我国氢气产量超过3300万吨，在制氢与用氢中已积累了不少安全管控经验。

“双碳”目标下，氢气的清洁能源属性更加受到重视，新的应用场景纷沓而至，由此也为氢能安全风险管控带来新的挑战。例如，在制氢过程中，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、车辆行驶、氢气卸车全过程的安全风险等。

氢气储运装备一旦失效，可能发生泄漏、燃烧、爆炸，造成重大人员伤亡和财产损失。不过，与另一种易燃易爆的气体——天然气相比，防控氢气爆炸更具有利条件。

据曹湘洪介绍，氢气的燃烧与爆炸浓度范围远大于天然气。天然气的燃烧浓度下限和爆炸浓度下限分别是5.3%和6.3%，氢气则分别是4.0%和18.3%。换言之，与天然气相比，氢气泄漏积聚到爆炸浓度下限需要更大的泄漏量或更长的泄漏时间。

曹湘洪表示，氢气和天然气物理化学性质的对比表明，氢气从产到用全过程做到一不泄漏，二泄漏后及时发现，三泄漏后不积聚，就能实现不发生燃爆事故。概括起来就是“要和管控天然气安全一样管控氢气安全。”

立足技术解决问题

“从导致事故发生的原因看，有1/3的氢安全事故是无损害的。”杨福源指出，应用环节上，氢安全事件发生的原因主要在于设备失效，涉及材料工艺、设备成熟度等，但也存在人为失误、设计缺陷、养护不足等潜在风险点。

储氢容器也容易因操作失误、材料问题而发生安全事故。“高压储氢容器属于压力容器，事故往往源于使用过程中没有严格按照标准和操作规范执行，如氢气罐混入其他气体，在一定条件下会发生化学反应爆炸。同时，某些储氢材料长期在氢环境下工作，会出现性能劣化，严重威胁设备安全。”航天科技集团一院十五所研究员、全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会委员靳殷实说。

针对氢气泄漏的解决方案，杨福源认为，应采取三个类型的主动防护。首先，通过产品认证、测试评价等手段，使材料防温压氢脆、结构防应力集中、工艺防制造缺陷；其次，做到事中主动安全，通过泄漏快速检测、风险预测预警和安全培训等手段，防泄漏，防集聚，防点火，严控气源品质，严格规程管理；最后，通过应急处置，保证危害不扩大，责任可追究。

靳殷实指出，氢泄漏问题应采取疏和堵的措施，即有效密封和科学通风排放相结合，才能更大程度避免因泄漏而引发的安全事故。“因此，与氢气相关的部件，尤其管路、阀门、泵、储氢容器必须防止氢气泄漏，安装氢气传感器并实时监测也尤为重要。”

“氢安全是全产业链的安全，不泄漏是事中安全的理想状态，但车用场景下泄漏几乎难以避免。同时，氢气泄漏具有扩散快的特性，更需要全面提升氢安全技术手段，通过近场泄漏检测加主动防护，实现氢安全级别从不伤人提升到无风险。”杨福源指出，氢安全技术有很大的创新空间，应依靠技术进步，而不是仅靠政策来管理其安全问题。

“氢气虽有一定危险性，但燃料电池汽车以及氢储运相关产业链环节均有严格标准及行业规范，只要提高防范意识，在操作过程中严格执行标准法规，氢安全风险将可防可控。”靳殷实进一步指出。

文章来源： ​中国能源报 ，央广网，一颗胡萝卜儿