美国再次发生氢能事故!我国氢能安全如何保障?
2019年5月至今将近一年的时间内,全球一共发生5起氢能事故,这5起事故严重程度如何?对我国氢能产业的发展又有着什么样的影响?
2020年4月7日上午,美国北卡州朗维尤(Long View)一家氢燃料工厂发生爆炸,爆炸震毁了附近60处房屋的窗户。该爆炸事故发生在OneH2氢燃料电池工厂,该公司是美国东海岸唯一的燃料电池工厂,主要为叉车和半卡车提供动力。
OneH2氢燃料电池工厂发生爆炸及火灾
爆炸震毁了附近房屋的窗户
据报道,该次爆炸事故损失估计为数万美元。值得庆幸的是,该事故未造成人员伤亡,爆炸原因仍在调查中。
2019年5月份至今,挪威、美国、韩国接连发生氢气爆炸及着火事件,加上此次氢能事故,将近1年内总计共发生了5起氢能事故,另外四起分别为:2019年5月23日韩国江原道氢燃料储存罐爆炸;2019年6月1日美国加州圣塔克拉拉储氢罐泄露爆炸;2019年6月10日挪威首都奥斯陆挪威奥斯陆郊外桑维卡加氢站发生着火爆炸;2019年12月12日美国威斯康星州沃克斯沙市埃尔加斯(Airgas)公司储氢罐发生爆炸着火。
那么,这些氢能事故是由什么原因引起的?严重程度、人员伤亡情况如何?我国目前氢能产业发展迅速,还尚未发生任何安全事故,那么这些事故的发生对我国氢能产业的发展是否会产生重大影响?
一年内的5起氢能事故分析
01第一起事故
时间:2019年5月23日;
地点:韩国首尔江原道江陵科学园;
事件:一家太阳能制氢企业氢气罐测试过程中发生压力爆炸;
人员伤亡:2人死亡、6人受伤;
事件影响:顶住国内压力在2020年颁布了《促进氢经济和氢安全管理法》;
事件起因:储氢安全容器和相关安全设备故障导致压力突然增加。
江陵科学园储氢罐爆炸
02第二起事故
时间:2019年6月1日;
地点:美国加州圣克拉拉诺曼大道;
事件:空气产品公司加氢站储氢罐及运输设施发生爆炸并引发火灾;
人员伤亡:没有人员伤亡;
事件影响:当地氢燃料电池汽车氢供应暂时中断,暂时撤离了事故发生地周围的企业;
事件起因:氢气输送拖车高压气态氢气泄漏。
美国空气产品公司加氢站与运氢车发生爆炸起火
03第三起事故
时间:2019年6月10日;
地点:挪威奥斯陆郊外桑维卡;
事件:加氢站发生爆炸并引发火灾;
人员伤亡:爆炸引发汽车安全气囊弹出,致使两人受伤;
事件影响:当地丰田汽车和现代汽车暂停氢燃料车型销售;(但并未影响丰田和现代氢燃料汽车的发展势头)
事件起因:压储存装置中储氢罐中特定接头装配错误,导致氢泄露。
挪威加氢站爆炸
04第四起事故
时间:2019年12月12日;
地点:美国威斯康星州沃克斯沙市;
事件:埃尔加斯(Airgas)公司发生储氢罐着火爆炸事件;
人员伤亡:一名埃尔加斯(Airgas)员工受伤;
事件影响:该地区的所有道路都已恢复正常营业,同时附近没有一家门店停止营业;
事件起因:储氢气瓶泄露
埃尔加斯(Airgas)公司储氢区爆炸着火
我国氢能建设的安全性如何?
通过对一年来全球发生的氢能事故的梳理得出,除刚刚发生的美国北卡州OneH2氢燃料电池工厂爆炸事故外,所有的事故都与储氢系统有关。
氢气是所有气体中最轻、密度最低的气体,扩散非常快,泄露性极强,而且在常温常压空气中的燃烧范围较宽(4%-75%),因此氢气的储存难度较高,同时如果储存系统发生问题将极易发生着火、爆炸等事故。
根据各国氢能产业的发展经验,加氢站的建设直接决定了氢能产业的发展速度,加氢站建设是上游制氢、中游储运氢与下游氢燃料电池汽车应用的重要枢纽。而氢储存系统又是加氢站建设中的重中之重,因此加氢站的安全性可以代表氢能产业的安全程度。
公开资料显示,从2006年第一座加氢站投用至今,我国累计已经建成了64座加氢站,其中投入运营的有57座,待运营4座,3座进行了拆除。
我国加氢站从2016年开始提速,2016年-2018年翻倍增长,2019年建成的加氢站数量是2018年的两倍。
我国加氢站建设发展速度如此之快,那么安全性如何保障?实际上,我国加氢站建设标准相比国外更加严格。
目前我国加氢站建设参考的标准主要有《加氢站技术规范GB 50516-2010》、《加氢站安全技术规范GB/T 34584-2017》,这两个标准均引用了《氢气站设计规定GB 50177-2005》。
《加氢站技术规范GB 50516-2010》是在吸取国内外加氢站设计、建造和运营经验的基础上,结合北京、上海三座加氢站建造和运行经验编制而来。
而且我国加氢站规范安全间距数值采用经验类比值,设备安全间距相对国外较大,加氢站占地面积也相对较大。
同时,国内已建加氢站应急措施都很完善,国内加氢站普遍都有严格的氢气泄露及轻微着火三级应急预案和火灾事故应急预案。
此外,除了完善的建站设计和应对措施,国内加氢站的管理普遍比国外严格。目前国内加氢站基本都由专业的氢能公司负责运行和管理,且必须有严格的管理制度,工作人员必须经过专业培训。
氢能安全“可控”,但不可大意
在整个氢能历史发展长河中,不可避免的出现了大大小小的安全事件。曾有相关研究机构对氢能的相关事故原因进行了统计分析,在众多事故原因当中,排在前三位的是设备本身质量问题、氢能系统设计缺陷和人为原因,比例分别为40%、10%和9%,加起来占到了事故原因总比例的59%。
氢在高压储存中大量泄露后,只有在与氧气发生反应并刚好遇到明火,才会发生燃烧、爆炸。同时,氢气的单位爆炸能量是常见燃气中最低的,仅为汽油的1/22,所以理论上来说,氢燃料比汽油更安全。
高压锅操作不当也会爆炸,更何况还处在探索、研发阶段的氢能。最早的汽油经常在汽缸里自燃,甚至会发生自爆。当时也是极少部分人在不顾众人反对之下,不断研究、完善才有了现在的燃油汽车。
最近一年的几次事故也再次证明,设备本身的问题、系统设计以及人为原因是导致发生事故的主要原因,这些因素都是“可控”的。
但是氢在我国依然作为传统危化品进行管理,氢的危险品属性依然没有改变。相关数据显示,一个手雷弹相当于1kw的能量,1kg氢相当于40kw的能量,因此虽然氢能安全可控,但是在泄漏量大的情况下,一旦发生事故,局面将不可设想。(以火箭发射失败为例,火箭推进燃料多为液氢)
国内加氢站建设领域一位不愿透漏姓名的专家向第一元素表示:美国再一次发生氢能事故不会对我国氢能产业的发展产生负面影响,整体上反而会让我国更加关注氢能建设的安全问题。
虽然我国目前还未发生氢能安全事故,而且氢能事故在全球发生的次数实际上不算多,各国发生氢能事故后也并未完全停滞氢能的发展,但我们一定不能大意。
加氢站建设不能只追求速度和数量,要把安全、质量放在发展的首位。我国加氢站建设本就存在审批难的问题,如果出现一例安全事故,监管者很可能以此为由暂缓甚至停止推进和审批氢能项目,那么对这个行业将是毁灭性的打击。
同时,虽然安全潜在风险大,但我们也不要因此而恐慌,如果从技术、设备、管理等各个方面防范到位,那么氢能的安全性是可控的,也是可预防的。