氢安全评价平台为氢系统设置四大安全防线

2月20日，在北京冬奥会闭幕当天，20余辆氢能大巴在完成观众、工作人员接驳服务后，来到了延庆园加氢站补氢。自2022年2月4日冬奥会开始至2月20日赛事结束，该加氢站累计为延庆赛区340辆氢燃料电池客车提供了加注服务，加氢量3800公斤。其附属充电站车辆充电53辆次，累计充电量2465千瓦时。而这座目前北京市“两证一照”手续齐全的加氢站，是集团公司多家单位的技术结晶，其中就包括中央研究院自主研究的氢安全评价平台，为加氢站设置了四大安全防线。

氢能作为未来最理想的能源，具备低噪音、零排放等优点，发展潜力巨大，目前已在加氢站、制氢站、车辆、备用电源、分布式发电等领域中推广应用，并逐渐遍布在人们的生活工作区。然而，相比较其它燃料，氢气具有易泄漏、可燃范围宽、燃烧热值高、爆炸能量大等特点，一旦发生燃爆事故，其后果往往极其严重。

目前，在氢气生产-储存-运输-应用产业链的各个环节均存在安全方面的不确定性。在 2019 年，韩国、美国、挪威连续发生三起氢爆炸事故，造成多人伤亡、加氢站停运、氢燃料电池汽车停售等严重后果。因此，在氢能大规模应用之前，解决氢安全问题尤为必要。

为了确保氢能应用安全落地，中央研究院成立了专项工作组，布局氢安全工作，凭借在氢安全领域多年的深入研究与积累，成功申报2021 年国家重点研发计划“气氢与液氢容器及管件泄漏、燃烧与爆炸行为分析和材质要求”，并参与编写了《国家电投氢能安全工作规程》。经过多年技术钻研，中央研究院自主开发了国内首套综合氢气系统氢安全评价平台。

此平台由硬件+软件系统构成，硬件方面，团队开发的基于MEMS 的快速高精度氢气传感器，响应时间优于国家标准且缩短至 2秒以下，可推广应用于多种涉氢场所，可对氢能设施的风险进行实时监测。软件方面，团队开发了加氢站动态安全评价工具及氢气泄漏快速监测及溯源系统，将监测信息与应急预警系统进行深度耦合，可用于动态监测及判断加氢站氢气风险，辅助开展事故预防、事故应急、安全监管及事故调查等工作，提升氢能设施的应急响应与处置能力。

该平台“软硬兼施”，根据相关标准规程对氢系统全寿命周期管控，识别氢能系统的薄弱环节及其影响，从源头上防止氢气泄漏；结合先进的数值模拟手段合理布置高灵敏度氢气传感器、温度传感器、振动传感器、红外传感器等，通过快速监测泄漏及溯源算法，实现泄漏源精准定位和及时处置；利用氢气扩散特性优化结构布局，连锁启动通风、情化、喷淋等专属安全设施，避免氢气聚集、点燃；引入应急处置降低燃烧爆炸引起的危害，降低人员、环境、财产的损失风险，从设计、审批、运行、监管等方面，为氢系统设置四大安全防线。

目前，该成果已经在北京绿氢科技延庆加氢站、宁夏铝业制加氢站、辽宁朝阳国家电投首个掺氢示范基地、河北省“天然气掺氢关键技术研发及应用示范”项目等开展示范应用，效果良好。

来源：国家电投集团中央研究院