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两起事故,氢燃料电池安全引关注

作者:中国储能网新闻中心 来源:氢能观察 发布时间:2019-06-17 浏览:
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继2019年5月23日夜间,位于韩国江原道江陵市的一个氢燃料储存罐发生爆炸事故,截至目前共导致2人死亡,另有6人出现轻重程度不同的受伤后。

2019年6月10日,挪威一家氢燃料电池汽车(FCV)加氢站发生了爆炸,导致该地区氢燃料供给中断。爆炸无直接伤亡,事故发生的具体原因尚不清楚,仍需进一步调查。与此同时,Nel公司也暂时停止在挪威、丹麦等国家的氢燃料供给业务。

事故现场

机构数据显示,当前氢能源依旧处于发展的起步期,截至到2017年底,全球正在运营的加氢站共有328座,其中,139座位于欧洲,119座位于亚洲,68座位于北美,南美1座,澳大利亚1座,相比于数量众多的加油站,以及国内多达30万的充电桩(2018年数据),加氢站仍处于发展初期,尽管行业内部的量化风险分析(QRA)研究已为加氢站的设计提供了科学依据,但氢泄露/扩散/火灾/爆炸的基础模型仍需要实验验证与完善,同时工艺系统部件的失效概率也需要实践积累。

新事物初期阶段的突发事件不宜过分解读。

以Tesla的自燃事件为例,每次自燃事件均引起舆论对于电动车是否安全的广泛讨论,但根据美国消防协会(NFPA)以及美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)数据显示,燃油车的自燃率的可能性为电动车的五倍。而氢能源在安全性上优势明显,由于氢气具有很高的扩散系数以及浮力,泄露时浓度会迅速降低,如果发生爆炸,氢气的爆炸能量是常见燃气最低的,以单位体积的爆炸能对比,氢气爆炸能仅为汽油气的1/22。从加氢站与加油站的设计标准看,以设备与周边重要公共建筑距离为例,氢气设备的安装距离必须要超过50米,而汽油设备的安装距离在35-50米,国内加氢站设计标准显著高于加油站。我们认为挪威爆炸事件后,加氢站设计标准预计会更加严格,从而促使行业健康发展。

此前,2019年1月,韩国总统文在寅表示,韩国政府将针对氢燃料汽车及相关产业的发展全力提供支持与帮助,并正式发布“激活氢燃料经济路线图”,提出截至2040年,韩国汽车行业共生产并普及620万辆氢燃料汽车,为此韩国将共设置1200个氢燃料加气站,并满足每年526万吨的供气水平。

今年5月份韩国加氢站事故后,韩国专家认为,韩国天然气安全工程或国立科学搜查研究院的调查结果出来才能查明爆炸原因,但其立场是氢气罐安全装置未启动、容器焊接不良、氢注入不好等原因。

专家们认为氢气罐的安全装置未启动,因此气罐内部压力有问题。事故发生的储气罐被称为10bar压力容器。压力超过10bar的话,安全阀就会开启。一位业界专家表示:“活动开启,气体泄漏,调节内部压力,这可能不会动。”

如果容器内部压力提高到容许值以上,无法调节,最弱的部位是焊接的新部位。随着储气罐内部压力加大,焊接部位有可能导致高压氢气泄漏。在发生事故的容器中,要确认对整个焊接部位进行非破坏检查。”施行压力容器焊接检查的地方是韩国天然气安全工程。

在注入氢气的过程中,职员的注入也可能是问题。

一般LPG气体只有4 ——5bar,高一点才能用10bar左右压力。CNG(压缩天然气)容器的压力是200bar,氢容器的压力是700bar。一位业界相关人士表示:“如果是10bar容器的话,就不会进氢,但在现场无法判断。”

爆炸引起火柱,但并未引发火灾。原因在于氢比空气轻14倍,在空气中迅速扩散,周围没有易燃物,因此不会轻易火灾。

该事件是韩国国内首次发生的涉及氢气的爆炸事故,也是近年来全球首次发生在氢气制取储存过程中的爆炸事故。

韩国产业通商资源部相关人士强调,本次事件是“在实验的过程所产生的不幸,在加氢站的普及过程中,由于技术原理的不同,出现类似的事故概率极小。”

韩国氢能联盟秘书长表示:“这是世界上一次不寻常的事故,要找出原因并不容易。”

汉阳大学化学工程系教授接受采访时谈到:到目前为止,该事件被视为工业氢气压力储罐的压力爆炸。爆炸没有发生火灾,压力爆炸与燃烧爆炸有所不同。在没有发生火焰的状态下,存在由于安全容器和相关安全设备的故障导致压力突然增加引发容器发生物理爆炸的可能性。

爆炸储氢罐与车载储氢罐不是同一类

氢气罐还可以安装在氢电车内部和氢充电站。进入氢电车的储氢罐与这次爆炸事故的高压容器完全不同。

这次事故发生的高压容器是利用太阳光的氢燃料电池生产电池的过程中为了收集氢的容器。业界相关人士表示:“事故是缓冲容器,而不是因为氢气爆炸,即使放了其他煤气,如果给压力的话,就会爆炸的压力容器”,“现在不知道氢是否影响。”

相反,进入汽车的储氢罐因不着火的“碳素纤维”在水心700米高压中也能忍受,受到很大的冲击也不会爆炸,储氢罐撕裂,氢气只能从外部泄露。

另外,在加氢站站使用的容器和焊接没有音调,与这次事故的高压容器不同。加氢站储氢容器是韩国日元,美国彼瓦技术等。

“我们正在寻找内部原因,因为没有外部影响,”一位现场官员说,“我们将研究氢气管理系统是否存在问题。”副市长张锡泽在今天上午的一次简报中也说,“我看到没有外部冲击,它似乎已经因内部压力而爆炸。”

根据精密测试的结果,联合检查组计划在下周进行第二次测试。联合检查组调查了氢气罐,罐体的碎片,罐体与系统之间的连接环节。目前事故原因仍在调查中。

关键字:氢能

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