挪威加氫站爆炸、加州儲(chǔ)氫罐爆炸、韓國江原道氫氣罐爆炸、蘇州裝在汽車內(nèi)的氫氣瓶爆炸……相較于續(xù)航里程、動(dòng)力不足的問題，燃料電池汽車用戶真正的焦慮點(diǎn)是安全隱患！

近日，由氫能觀察主辦的CHEC2021世紀(jì)氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)大會(huì)上，中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院十五所研究員靳殷實(shí)向與會(huì)嘉賓分享了其在燃料電池汽車安全和標(biāo)準(zhǔn)等方面的思考。


靳殷實(shí)首先指出，隨著燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和燃料電池汽車保有量的增加，安全問題將會(huì)愈發(fā)突出地反映出來。僅在2018，國內(nèi)燃料電池汽車起火事件便達(dá)40余起。相較于里程焦慮、充電焦慮、低溫焦慮，燃料電池車主更焦慮的是安全。

具體分析燃料電池汽車的危險(xiǎn)源主要是易燃性、爆炸性、泄露性、擴(kuò)散性、氫脆（氫氣與金屬材料長期接觸或進(jìn)行特定工藝過程時(shí)，金屬材料發(fā)生了氫滲透或者吸氫現(xiàn)象，并使材料的機(jī)械性能發(fā)生了嚴(yán)重退化，進(jìn)而發(fā)生脆斷）和不易察覺性。目前，車輛氫氣充裝系統(tǒng)的安全保障措施主要是在氫氣充上設(shè)置氫氣超壓泄壓安全閥，避免氫氣充裝系統(tǒng)發(fā)生超壓事故，進(jìn)行超壓保護(hù)；在氫氣上設(shè)置氫氣回流閥，進(jìn)行回流保護(hù)；在充裝排上設(shè)置氫氣放空管道，避免形成爆炸性混合氣體，進(jìn)行放空保護(hù)。


關(guān)于氫氣瓶的設(shè)計(jì)，靳殷實(shí)表示，儲(chǔ)氫瓶材料一般選擇采用鋁合金內(nèi)膽碳纖維纏繞的高壓儲(chǔ)氫瓶，其重量輕，單位儲(chǔ)氫密度高，具有優(yōu)良的韌性和抗撞擊性能。在儲(chǔ)氫罐保護(hù)方面，一般采用整體式設(shè)計(jì)，整個(gè)框架通過3根橫梁和2根縱梁將氫氣集成到一個(gè)框架總成，確保在碰撞時(shí)，高壓儲(chǔ)氫罐的動(dòng)態(tài)位移不會(huì)太大，避免其斷裂。氫系統(tǒng)管路大多采用316不銹鋼材質(zhì)的管路，其在氫氣中的拉伸性能、疲勞性和勞裂紋擴(kuò)展性能出眾，具有較好的抗氫脆性能。車用儲(chǔ)氫氣瓶中,纖維纏繞高壓氫氣瓶所具有的承壓能力高、質(zhì)量輕、耐腐蝕性強(qiáng)、比強(qiáng)度和比剛度高等優(yōu)良性能成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。

加氫站是構(gòu)建未來燃料電池汽車網(wǎng)絡(luò)的重要環(huán)節(jié)，加氫站的安全設(shè)計(jì)需要根據(jù)加氫站設(shè)備組成和加氫模式建立健全相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范。目前，世界上已經(jīng)有10多個(gè)國家制定了加氫站法規(guī)，包括日本、美國、英國等。我國也于2010年頒布了《加氫站技術(shù)規(guī)范》（GB50516-2010)，其中的標(biāo)準(zhǔn)和要求等主要參考了制氫站的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合原有的《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，共同對(duì)國內(nèi)加氫站建設(shè)起到了指導(dǎo)作用。

如何保證燃料電池汽車的安全？靳殷實(shí)認(rèn)為，完善法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，依法設(shè)計(jì)、依法制造、依法運(yùn)營是關(guān)鍵。目前，我國已制定實(shí)施車載氫系統(tǒng)相關(guān)（現(xiàn)行5個(gè)）、燃料電池相關(guān)（現(xiàn)行27個(gè)、即將實(shí)施4個(gè)）、車用燃料電池系統(tǒng)相關(guān)（現(xiàn)行5個(gè)）等多項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。除標(biāo)準(zhǔn)保障外，提高民眾安全意識(shí)，普及氫能源知識(shí)同樣重要。靳殷實(shí)表示，氫氣是易燃易爆危險(xiǎn)品。氫氣輕，擴(kuò)散速度快，向周圍的擴(kuò)散速度比天然氣快3.8倍，這就意味著，如果氫氣發(fā)生擴(kuò)散，它將快速擴(kuò)散成不可燃濃度。要令氫氣產(chǎn)生火災(zāi)危害性，首先需要使其被限制在狹小的空間內(nèi)。在工程設(shè)計(jì)中，需要使用氫氣的結(jié)構(gòu)將會(huì)考慮到氫氣的這些特性，一旦出現(xiàn)意想不到的氫氣泄漏的情況，這些設(shè)計(jì)將幫助氫氣擴(kuò)散并遠(yuǎn)離使用人員。

然而，考慮到氫氣是向上揮發(fā)的氣體，氫氣在室內(nèi)發(fā)生泄漏后會(huì)暫時(shí)聚集在天花板處，最終轉(zhuǎn)移到角落?；谶@些原因，工業(yè)領(lǐng)域通常使用氫氣感測器來幫助檢測氫氣泄漏。幾十年來，氫氣感測器保持了極高的安全記錄。


燃料電池汽車是安全的！靳殷實(shí)表示，雖然氫氣有一定的危險(xiǎn)性，但是燃料電池汽車設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)營管理的各個(gè)方面都有著嚴(yán)格的法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求。他相信，未來燃料電池將快速發(fā)展，在給市民提供出行便利的同時(shí)，也將為“碳達(dá)峰 碳中和”目標(biāo)做出更大的貢獻(xiàn)。

（本文根據(jù)嘉賓演講內(nèi)容整理，未經(jīng)嘉賓審核）