5月，國家能源局科技司副司長劉亞芳在“中國國際經濟交流中心——聯合國開發計劃署氫能產業高峰論壇”上表示，我國在氫能加注方面獲得新突破，已累計建成加氫站超過250座，約占全球數量的40%，加氫站數量位居世界第一。加氫站建設的良好數據展現出我國氫能產業發展的強大勢能。自2014年我國正式將“氫能與燃料電池”作為能源科技創新新戰略方向起，與之相關的政策不斷推出，技術不斷創新，項目不斷落地。行業良好的發展態勢一方面為企業提供了無限的機會，另一方面也不免引起人們的擔憂：雖然氫氣是一種密度低、常溫下較穩定的清潔能源，相比于成品油、液化天然氣等石化產品爆炸率也較低，但由于氫氣燃燒火焰顏色較淺日光下不易察覺，防范難度加大，一旦裝置操作不當發生泄漏，極易給周邊環境和相關人員造成極大的傷害。人們對于氫氣安全性的顧慮，也是除建設運營成本外制約我國加氫站發展的重要因素。那么，在我國加氫站數量已達到世界首位時，又該如何保證設施的質量，應對隨之而來的安全問題？《“十四五”工業綠色發展規劃》的出臺將加氫站建設推至高潮，各地紛紛響應國家政策制定區域發展政策，如6月7日唐山市人民政府發布的《唐山市氫能產業發展實施方案》；6月20日上海市發展和改革委員會、科學技術委員會、經濟和信息化委員會等8部門聯合印發的《上海市氫能產業發展中長期規劃（2022-2035年）》；6月21日，鄂爾多斯人民政府印發的《鄂爾多斯市氫能產業發展規劃》等。加氫站作為氫能應用的基礎設施，在各項規劃中均有所提及，可以預料的是，在政策大力支持下，加氫站建設步伐將進一步提速。
行業剖析，安全隱患在何處
加氫站是通過將不同來源的氫氣通過壓縮機增壓儲存在站內的高壓罐中，再通過加氣機為氫燃料電池汽車加注氫氣的燃氣站，是氫燃料電池產業化、商業化的重要基礎設施。加氫站主要由制氫系統、壓縮系統、儲存系統、加注系統和控制系統等部分組成。從站外運達或站內制取純化后的高純氫氣，通過氫氣壓縮系統壓縮至一定壓力，加壓后的氫氣儲存在固定式高壓容器中。當需要加注氫氣時，氫氣在加氫站固定高壓容器與車載儲氫容器之間的高壓差的作用下，通過加注系統快速充裝至車載儲氫容器。下圖為加氫站工作原理：
通過以上的介紹，我們了解到加氫站基本工作方式，那么，看似流程嚴謹、分工分明的加氫站的安全隱患究竟在何處？
首先我們要從加氫站的長期住戶——氫氣入手。依照常識，氫氣無色無味，是一種較為穩定、易于環保的能量載體，且氫氣的質量是是空氣的十四分之一，泄露后會迅速擴散，現場長時間存在爆炸氣體的可能性要遠遠低于天然氣和液化石油氣，所以我們一般會覺得它本身是安全無害的。但反之來看，無色、無味、無嗅意味著當其泄露和燃燒時無法被人體及時感知進而防范；密度小、擴散速度快意味著一旦被點燃波及范圍會極為廣泛，且氫氣燃燒熱值高，一旦在制取、儲存及裝卸過程中發生泄漏，它可與空氣混合形成爆炸性混合物，遇熱或明火即會發生爆炸；并且據研究表明，氫氣存在“氫蝕”現象，易脆化金屬而發生泄漏。所以，加氫站的第一重安全隱患來源于它的長期住戶——氫氣。第二重安全隱患主要集中在加氫站的運行，根據已知資料，在加氫站日常運營中可能會存在以下風險:1、高壓作用下，儲氫設備或局部零部件因質量缺陷可能無法滿足使用要求而發生故障引發氫氣泄漏事故。如2012年美國埃默里維爾的加氫站泄漏爆炸事故，主要就是由于壓力釋放閥使用材料不當造成氫氣泄漏進而引發爆炸。2、高壓作用下，氫氣能滲透到金屬設備的碳素中而引起金屬管道及儲存設備的“氫脆”破壞，也會使儲存設備和傳輸管道的塑性和強度急劇下降，導致設備損壞，引發泄漏事故，并且“氫脆”只可防，不可治，一經產生，就很難消除。
3、因高壓作用，泄漏時氫氣從管口或縫隙處高速噴出會產生靜電，靜電荷的產生與其噴出時的流速存在同比關系，當靜電荷達到一定值時可能會引發火災或爆炸事故；同時，氫氣的帶電性也致使氫氣儲罐的出口處及輸氣管道處易發生靜電積聚放電現象，成為氫氣火災爆炸事故的引火源，當儲罐及輸氣管道的接地裝置發生故障時，極易引發火災及爆炸事故。綜上，我們可以得出，加氫站氫氣的泄漏及靜電是加氫站運營中的重要風險點，也就是第二重隱患。上述所提到的兩部分安全隱患，氫氣的固有性質無法改變，所以在防范時我們主要從加氫站運營流程中入手，輔之精細嚴謹的管理。我國于2018年開始實施《加氫站安全技術規范》，隨后針對實際情況不斷更新完善，并且由于我國近年來制氫、儲氫技術不斷精進，目前技術層面的問題已寥寥可數。
但相比于技術的不斷攻關，我國在加氫站管理上卻緩不濟急。2021年蘇州發布了我國首份加氫站安全管理規定——《蘇州市加氫站安全管理暫行規定》。但在國家層面對加氫站的統籌規劃政策尚未出臺的情況下，已出臺加氫站管理辦法的地區仍面臨舊站的改進問題，而尚在探索階段的地區從加氫站規劃開始就面臨重重阻礙。管理方面的滯后使作為儲氫、制氫、氫應用中轉站的加氫站的發展舉步維艱，也使人們對于氫能產業的不信任性增強，長久發展下去勢必會影響整個行業的動勢。所以，遵循不泄漏、早發現、不積聚、防靜電和明火的安全管控四原則，建立健全應急預案，定期進行事故實況演習，制定科學有效的安全管理制度和操作規程，盡早確立國家層面的總體管理政策是非常有必要的。
最后，氫能產業的規模化發展是可以預見的未來趨勢，清潔能源的高效使用也為可持續發展提供助力。在氫能發展中，我們要科學地看待所出現的各項問題，以積極的態度去解決，避免以謠傳謠，人云亦云地擴大恐慌。相信綠色能源的發展終會帶我們前往綠水藍天。前瞻產業研究院《預見2022：一文深度了解2022年中國加氫站行業市場現狀、競爭格局及發展趨勢》
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2022-07-27
氫能觀察趙宇迪209950
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