杨福源:通过技术进步、主动防护等机制实现人人用上“安全氢”
3月16日,“第六届中国能源发展与创新论坛”在京召开,清华大学车辆与运载学院教授、科技冬奥氢能出行项目负责人杨福源在主题演讲中指出,氢能本质上比现有的汽油、柴油、天然气更安全,但受制于氢在燃爆方面拥有的特性,产业链内必须小心处理氢的安全事件,未来通过技术进步、采取快速检测、主动防护等机制将逐步消除氢安全担忧,最终实现所有人都可以用上“安全氢”。
杨福源指出,近几年,国际上发生了一些氢能安全事故,引起了全球氢能产业的高度关注,但实际上有30%左右的氢安全事件是无损害的。根据统计,由管阀滤问题引发的氢安全事件占32%,储氢设备占16%,加氢设备占13%,他表示,“在应用环节上,氢安全事件主要集中在氢气通路连接处,但也存在人为失误、设计缺陷、养护不足等13个潜在的风险点,都需要全产业链的重视。”
“在燃料电池汽车的全生命周期内,氢气的意外泄漏几乎是难以避免的,同时燃料电池汽车又恰好提供了强电环境,两者结合,会给人一种特别的担忧。”杨福源表示,既然泄漏难以避免,关键问题就变成泄漏量多少、是否集聚和是否点火,所以当下氢安全风险评估、氢气泄漏燃爆机制及主动防护对于产业链用氢安全来说尤为重要。
据杨福源介绍,在风险识别领域,大量的分析结果显示,氢气泄漏引发的射流火焰,以及燃爆造成的超压是最值得关注的意外事件。其团队通过大量的风险场物理模型、泄漏播散的分布、泄漏燃烧等试验,总结风险和危害指标的管理措施,他指出,“氢气的燃烧比其它燃料或电池的燃烧更易控,不发生爆燃和爆轰的氢气比其它燃料更安全,当前仍需要通过技术进步,彻底的解决风险问题。”
谈及氢气泄漏的解决方案,杨福源认为,应采取三个类型的主动防护,才是氢能事故的有效解决方案。首先要保证事前本征安全:通过产品认证、测试评价等手段,使得材料防温压氢脆、结构防应力集中、工艺防制造缺陷;其次做到事中主动安全:通过泄漏快速检测、风险预测预警和安全培训等手段,做到三防两严,即防泄漏、防集聚、防点火,和严控气源品质、严格规程管理;最后为事后被动安全:通过应急处置,保证危害不扩大、责任可追究。
杨福源还指出,氢安全是全产业链的安全,不泄漏是事中安全的理想状态,但车用场景下泄漏几乎难以避免,同时,氢气泄漏扩散快的特性,在安全防护上既有有利的一面,也有不利的一面,近场泄漏检测加主动防护,是全面提升氢安全的重要且有效的技术手段,将可能把氢安全级别从不伤人提升到无风险。
来源:中国产业发展促进会氢能分会