美国加州是怎么面对氢燃料电池汽车安全问题的?
挪威Sandvika的Unox加氢站6月10日发生事故,很多人关心加氢站的安全问题。美国加州是氢燃料电池汽车最大的应用场景,香橙会研究院在加州做了实地调研和采访,看看加州政府、产业界和用户,是如何对待氢燃料电池汽车安全问题的。
1 加氢站网络商True Zero的采访回答
“根据美国能源部的说法,氢气通过长达700英里的美国管道安全地运输,并且每一年在高速公路上,有7000万加仑的液态氢被卡车运输,没有发生过重大事故。氢动力车在非常坚固的油箱中携带压缩过的氢气,这些高压油箱,经常在模拟的速度高达52英里/每小时的后端撞击中幸存,没有泄露。汽油箱也如此。”
2 美国能源部的氢安全观
“所有的燃料,其实都有一定程度的危险,而任何燃料的安全使用,都集中在防止出现三种燃烧因素上:①点火源(火花或热量)、②氧化剂(空气)、③燃料。而通过对燃料特性的全面了解,可以设计具适当工程控制的燃料系统,并制定指导方针,以确保燃料的安全处理和使用。
氢气具有一些特性,使它处理起来和使用起来比目前常用的燃料更安全。比如说,氢是无毒的。此外,氢气比空气轻得多,这使它在释放时能迅速消散,即在发生泄漏情况下,可以相对快速地分散燃料。但氢的某些特性,也需要额外的工程控制。具体来说,氢气在空气中具有广泛的可燃浓度,且比汽油或天然气具更低的点火能量,这意味它可以更容易地点燃,因此,充分的通风和泄漏检测是安全氢气系统设计的重要因素。
而由于氢气以几乎看不见的火焰燃烧,因此需要特殊的火焰探测器。此外,一些金属暴露于氢气时会变脆,因此,选择合适的材料对安全氢气系统的设计非常重要。另外,对安全地进行氢处理实践的培训,是能够确保氢安全使用的关键元素。另外需要说明的是:对氢气系统的测试,包括油箱泄漏测试、车库泄漏模拟和氢气罐跌落测试,表明氢可以被安全地生产、储存和分配。随着越来越多的氢气示范开始,氢气会有更多的“安全记录”,大众也会建立起一种信心,这种信心就是:氢气可以像今天广泛地使用燃料一样地安全。”
3 加州加氢站是如何选址的?
那么,加州加氢站建设选址是怎么考虑的呢?
香橙会研究院在加州实地调研,至少可以得出4点信息:
1)加氢站类型以固定式加氢站为主;有些会在加油站/加气站选址附近建站;
2)加氢站氢气来源多为外部供氢,少部分为站内自产氢;
3)外部供氢的氢气来源多为天然气重整制氢和部分煤制氢;站内制氢使用电解水制氢技术。且氢气理事会的目标是到2030年,所有加氢站会100%脱碳用氢,那意味着电解水制氢等新型清洁能源技术会得到更大范围的使用;
4)氢气运输多为长管拖车运输,少部分为液氢罐车运氢;
5)加氢站建站投资目前是100万美金到500万美金不等。
氢气属于易燃易爆气体,但是无色无味,在加氢使用中要停止发动机,禁止吸烟,不能使用手机,禁止明火。
4 氢气怎么储运最安全?加州目前的做法是这样的
在氢的储运上,目前有4种储运方式,气氢运输、液氢运输、有机液态储氢、固态化合物储氢。加州是用什么样的方式?
香橙会研究院实地采访获悉,在加州,气态氢和液态氢的储存和运输都是目前重要的储运氢方式,加州的加氢站也是这两种形式都有在用。
但有受访人士表示,未来储运方式替代的话,固态化合物储氢其实最好,但也最不成熟。
原因如下:第一,由于化合物本身的重量,导致储氢比例不会太高;第二,自发性差,热交换较困难,加/脱氢需在较高温度下进行;储放氢还需要很多外部条件的满足。
5 美国能源部针对氢燃料电池项目的安全规划
美国能源部在2010年4月发布的《针对氢和燃料电池项目的安全规划指南》,其指出:对于氢燃料电池技术被广泛接受和使用来说,氢在生产、存储、分配和使用过程中的安全至关重要,任何项目的灾难性失败,都可能损害公众对氢和燃料电池的看法,因此这份安全计划,旨在帮助识别和避免潜在的氢气和相关事故,这份指导文件旨在帮助接受者制定安全计划,作为其安全开展所有项目工作的指南。
比如,它首先就对“什么是安全评估”做了界定,必须包括以下要素:
①人员
不仅是直接参与工作的人员,还要考虑因这些危险而面临风险的其他人员;
②设备
必须防止或减少设备或设施的损坏或丢失。设备损坏既可能是事故原因,也可能是事故结果。设备故障可能导致附近设备和财产的附带损害,这可能引发额外的设备故障,甚至带来额外风险;
③业务中断
防止业务中断对商业实体很重要。危险事件可能导致所提供的服务或产品中断。在这些情况下,完整的安全计划还将包括提供所需服务或制造的应急计划;
④环境
必须防止对环境破坏。应识别和分析可能因故障受损害的自然环境或建筑环境的任何方面。必须考虑导致环境损害的失效模式的鉴定。
6 受访对象:无需对氢特殊看待
基本上,所有受访对象都和我们强调,无论是技术上还是政策层面上,都不需要把它特殊看待,政府和氢能建设相关企业在做的各项氢能示范项目也在给大众信心,氢气可以作为燃料广泛使用。