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安全是氢能发展的关键
2021年17期 发行日期:2021-09-02
作者:■ 中国工业气体工业协会 洑春干

    8月24日,北京市召开2021年全国节能宣传周绿色生活创建系列活动——“绿色出行创建线上论坛”。从该论坛获悉,去年北京中心城区绿色出行比例达73.1%。而为迎接即将到来的2022年北京冬奥会,地面公交更是增建加氢站,助力北京领跑全国首批氢燃料电池汽车示范城市群。

    就在8月23日,由北京市牵头申报的京津冀氢燃料电池汽车示范城市群,被国家五部委联合批准为首批示范城市群,打响了氢能源汽车产业发令枪。国家发改委综合运输研究所城市交通室主任程世东表示,在推广天然气等清洁能源车辆的基础上,北京建设加氢站服务于冬奥会车辆,无疑是北京利用新能源配套基础设施的建设性举措。

    另外,北京市经济和信息化局于8月17日公布的《北京市氢能产业发展实施方案(2021—2025年)》提出,要依托2022年冬奥会及冬残奥会,建设氢燃料电池汽车示范工程;并透露了氢能源车辆在冬奥会上的应用情况,将应用燃料电池汽车,在延庆等山地赛区承担观众或工作人员的运送服务。

    由此可以看出,我国氢能发展已经到了关键机遇期,全国氢能未来发展前景都聚焦在北京,聚焦在冬奥运“氢装出行”。


我国氢能发展现状

  

    加氢站是给燃料电池汽车提供氢气的燃气站,作为氢能源产业或者氢能源下游应用发展的重要基础设施,它是氢能建设布局和发展的重点。据中国氢能供应与利用百人会(以下简称“中国氢能百人会”)不完全统计,截至7月1日,我国已累计建成加氢站165座,上半年共建成27座。

    在我国已建成的加氢站中,运营的有116座,其余或因相关手续没办全或下游投运车辆暂未到位而处于待运营状态,目前全国加氢站投用比例为70%。表1为2021年加氢站不完全统计数据。

    氢能储运是加氢站成本的重要一环,也是降低加氢价格的关键。当前,20MPa高压集束管车是加氢站运氢的主要方式,满载运氢量仅300kg左右,且受制于压缩机最低吸气压力限制,会有较大一部分氢气滞留于集束管车内,加之装卸时间过长,运输效率十分低下。而据国外氢能企业介绍,运输4500kg液氢与运输300kg高压氢气的公路运输车的总重类似,粗略估算液氢运输效率可达高压气氢15倍以上。同时,结合国内当下技术装备开发情况,以科技部重点研发计划项目在研40m3液氢槽车为例估算,国内液氢储运效率可达高压气氢的8~10倍。因此,研发液氢储运技术成为我国氢能发展的迫切需求。

    目前,科技部、国家发改委均有研发课题在支持液氢的发展,覆盖液氢装置,液氢储存、运输、加注、车载液氢瓶和液氢材料等整个产业链。因此,为了进一步推进整个液氢产业链的健康持续发展,中国气体协会、中国氢能百人会联合计划于2021年12月8日在南京举办的“中国国际氢能、加氢站及燃料电池汽车技术、设备展览会”的前一天,将召开2021中国氢能发展高峰会,聚焦我国液氢项目研发及建设。


我国氢能发展相关政策

   

    全国各地氢能的快速发展,离不开相关政策的支持。氢能是我国谋划布局的未来六大产业之一。根据《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》,我国将在类脑智能、量子信息、基因技术、未来网络、深海空天开发、氢能与储能等前沿科技和产业变革领域,谋划布局一批未来产业。

    据中国氢能百人会不完全统计,2019年1月1日—2021年7月1日,我国31个省和直辖市以及省会城市出台氢能政策75个;38个地级市出台氢能发展细则62个,共计出台137个氢能政策。

    尤其2020年9月21日,财政部、工业和信息化部、科技部、发展改革委、国家能源局联合发布《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》,中央选择有条件城市作为氢能示范,示范期间将采取“以奖代补”的方式,对入围示范的城市群按照目标完成情况给予奖励,示范期暂定为4年。燃料电池汽车示范城市群政策发布后,全国有近20个城市群申报氢燃料电池汽车示范,多地掀起氢电产业发展热。燃料电池汽车示范城市群政策,带动氢原料的价格下降至35元/kg以内,此将与燃油成本相当,因此将会大大推动氢能汽车的发展及应用。预计不久之后,氢能汽车也会象CNG车辆一样普及。 

    随着今年8月23日示范城市群名单的公布,氢能行业的发展将会更上一层楼。


氢能安全的重要性

   

    氢能快速发展及未来的普及,使得行业不得不提前考虑氢能安全问题。2019年韩国、挪威、美国的氢能设备发生爆炸事故,就曾给全球氢能发展带来一些迟缓。我国市场监督管理总局特种设备安全监察局及时加强氢能相关特种设备的监管,同时提升了国家市场监督管理总局特种设备安全与节能技术委员会对新材料、新技术、新工艺(即“三新”)产品的技术评审,保障了我国氢能领域的特种设备的安全。

    但同时我们也看到,在一些零部件、在某些应用领域还存在法规标准不明确、不完善,以及无部门监管的问题,以致带来一些氢能领域事故的发生。例如2020年7月东莞事故、2021年8月的沈阳事故,均由氢气长管拖车的装卸软管这个部件的质量问题引发的。因此,要保障氢能快速发展,首先必须解决氢能安全问题。笔者作为国家重点研发计划“科技冬奥”重点重点专项“氢能出行”关键技术研发和应用示范项目启动及实施方案的评审专家,更加认识到氢能安全对于冬奥运的重要性,因此积极筹备并组织行业企业及专家牵头进行氢能相关安全使用标准的编制,在已发布的T/CCGA 40001—2019《液氢》、T/CCGA 40002—2019《氢能车辆气瓶电子标签应用管理规范》的基础上,组织编制了《氢气长管拖车安全使用技术规范》《加氢站用膜式压缩机安全使用技术规范》《加氢站用液驱活塞压缩机安全使用技术规范》《加氢机安全使用技术规范》《塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶安全使用技术规范》《车载氢系统安全技术规范》《液氢杜瓦安全技术规范》《车载液氢系统安全技术规范》《液氢加注机安全使用技术规范》共9项团体标准,并将于9月6日召开标准评审会,以提升我国的氢能安全技术水平。

    同时,在T/CCGA 20001—2019《低温波纹金属软管安全技术条件》的基础上,组织编制了《气体充装软管安全技术要求》《气体汇流排安全技术要求》等零部件的团体标准,防止“小部件也会造成大问题”。


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