从全球角度来看,随着中东战争引发的全球石油危机,全球经济大国逐渐开始探索替代能源。作为一种二次能源,绿色低碳氢能具有巨大的发展前景。在过去十年中,占全球经济总量75%的国家发布了氢能发展战略路线,积极推进氢能建设。
在氢能产业链中,从氢气制备、储存、运输、灌装、燃料电池到终端应用,都处于产业爆发的前夕。许多企业正在积极布局氢能轨道,包括以中石化和中海油为代表的新能源企业,以及以氢技术和国富氢能为代表的顶级民营企业。这些企业正在有效地促进行业的快速发展。
到2060年,氢能将占中国能源战略的15%左右,成为终端能源系统的重要组成部分。氢能和电力将共同成为中国终端能源系统的消费者主体,推动形成规模10万亿元的新兴产业。目前,世界能源技术创新活跃,氢能产业链日益完整。在氢能产业链的各个环节,都有相当大的企业参与其中,产业化进程正在加快。但氢气易燃易爆,安全问题不容忽视。最近几起氢燃料储罐爆炸和加氢站爆炸事故敲响了氢能行业安全的警钟。需要注意的是,这些事故造成了不同程度的人员伤亡和财产损失。针对这些问题,需要加强氢能产业链各环节的安全管理,建立健全相关法律法规,提高企业和公众的安全意识,确保氢能产业的可持续发展。
数据显示,氢气的爆炸极限为4.0%~75.6%,只要氢的体积浓度在一定空间内处于此范围内,遇到点火源,就可能发生爆炸。“例如,天然气的爆炸极限为5%~相比之下,氢气的爆炸极限要大得多,浓度也更容易达到。”
氢气由于其特殊的物理性质,一旦泄漏,很容易引起爆炸和火灾,对加氢站周围的生命和财产安全构成巨大威胁。然而,事物的存在往往有两面性,氢能在安全方面的优势不容忽视:氢具有较高的扩散系数和浮力,一旦泄漏,浓度就会迅速降低。与其他常见气体相比,氢气的爆炸能极低,单位体积的氢气爆炸能仅相当于汽油气的1/22。
作为氢燃料电池车的能源供应,氢加油站的数量必然会迅速增加,并将集中在人口密集的地区。因此,加氢站的安全性引起了公众的关注,同时也制约了氢燃料电池汽车工业的发展。氢气站涉及氢气生产、储存、运输和加注的全过程,其安全性不容忽视,必须采取多种措施防范潜在风险。由于氢气的独特性,在加氢站的设计和运行中应考虑许多事项:
a. 氢气可燃性高,需要防止泄漏。因此,应精心设计加氢设备和输送管道,以确保密封和安全。
b. 加氢站内的电气元件需要防爆,并采取防静电措施,防止静电引起火灾和爆炸。
c. 加氢站应配备氢浓度在线检测设备,及时发现泄漏,排出隐患。同时设置排气装置,确保氢气泄漏及时排出。
d. 加氢站内的加注模块应具有安全联锁功能和过压保护功能,以确保加注过程的安全。
e. 还应注意防止高速氢流与储氢瓶摩擦产生高电位氢流,以避免潜在的燃烧风险。
多次爆炸提醒我们,由于氢燃料本身的复杂性和危险性,企业和政府必须把安全放在首位。在促进氢燃料电池汽车行业发展的过程中,不仅要注重行业的发展速度和规模,还要注重其安全性。在发展这个行业的同时,我们必须遵守其内在的发展规律,避免急功近利。为了保证加氢站的安全,工业网络可以为各种应用提供相应的氢传感器:半导体氢传感器TGS2616、催化燃烧可燃气体传感器TGS6812及其模块CGM6812。
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