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氢气泄露检测仪行业或迎新发展

时间:2022-12-15 16:04
来源:保时安电子公众号
作者:admin
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当下,氢能作为一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源,已经成为新能源领域极具前景的风口。


世界范围来看,中东战争引发全球石油危机后,全球经济大国便逐步开始探索替代能源,“氢经济”开启持续发展。近10年中,占全球经济总量75%的国家相继发布氢能发展战略路线,积极推动氢能建设。


从行业细分领域来看,氢气制备、储存、运输、加注、燃料电池到终端应用的庞大产业链尚处于产业爆发前夜,布局企业也众多,以中石化、中海油为代表的新入局能源企业,加上捷氢科技、国富氢能等为代表的布局氢能赛道产业链细分市场的头部民企,正在有力推进产业的快速发展。


氢能源朝阳赛道  具备万亿市场规模前景


众所周知,氢能源是可替代石油等不可再生资源的新型可再生高效清洁能源。因此在全球范围内,很多国家都将氢能源上升到国家能源战略之列,加大对氢能源的研究开发。


根据国际氢能委员会预测,到2050年,氢能产业将创造3000万个工作岗位,减少60亿吨二氧化碳排放,创造2.5万亿美元产值,在全球能源中所占比重有望达到18%,氢能源未来发展可期。


近年来,我国在氢能源产业方面的政策倾斜力度越来越大,发展氢能新兴产业已经成为确定方向。据中国氢能联盟预计,2020年至2025年间,中国氢能产业产值将达1万亿元(人民币下同),2026年至2035年产值达到5万亿元,预计到2050年氢能将占能源份额10%。


国家和地方都先后出台了针对氢能产业的发展规划和指导意见。《深圳市氢能产业发展规划(2021-2025年)》提出,到2025年,深圳将形成较为完备的氢能产业发展生态体系,建成氢能产业技术策源地、先进制造集聚高地、多场景应用示范基地,实现氢能商业化应用,氢能产业规模达到500亿元。展望2035年,氢能产业规模达到2000亿元,形成集氢气制、储、运、加、用于一体,关键技术达到国际先进水平的氢能产业体系,氢能在终端能源消费中的占比明显提升,对能源结构绿色低碳转型形成有力支撑。


更有专家预计,到2060年氢能占比将达约15%,成为我国能源战略的重要组成部分,氢能将纳入我国终端能源体系,与电力协同互补,共同成为我国终端能源体系的消费主体,带动形成十万亿级的新兴产业。


当前,世界能源技术创新进入活跃期,氢能产业链也日趋完整。氢能产业链包括上游制氢,中游氢储运、加氢站,以及下游多元化的应用场景,在产业链各个环节均有相当规模的企业参与,产业化进程正以肉眼可见的速度提速。


事故与警示


资料显示,氢气的爆炸极限是4.0%~75.6%,只要一定空间内氢气的体积浓度处于此区间,遇到点火源,就有可能发生爆炸。“举例来说,天然气的爆炸极限是5%~15%,相比之下,氢气的爆炸极限范围大得多,浓度也更容易达到。”

2022年6月12日凌晨,氢能源公司Nel Hydrogen发表声明称,其位于挪威首都奥斯陆郊外的一处合营加氢站于当地时间6月10日发生爆炸。该公司合作伙伴、加氢站运营商UnoX宣布暂停当地加氢服务。与此同时,丰田汽车和现代汽车均宣布暂时停止在挪威的氢燃料电池车型销售,直到事故原因确定后再恢复运营。所幸的是,爆炸并没有直接造成人员伤亡,但附近车辆内有两人因气囊被爆炸震开受轻伤。目前,挪威加氢站爆炸的原因尚不清晰,相关部门已经对该事件进行调查。



无独有偶,在此之前,加氢站等氢燃料配套设施的爆炸事件已经出现多起。今年5月23日,韩国江原道江陵市的一个氢燃料储存罐发生爆炸,造成2人死亡,另有6人出现轻重程度不同的受伤。6月1日,在美国加州圣塔克拉拉的一家化工厂的储氢罐泄露爆炸,导致当地氢燃料电池汽车的氢供应中断。


针对前两起事故,加州的爆炸事件事故涉及氢气运输过程,既氢气输送拖车泄漏的是高压气态氢气泄漏泄放过程中引发自燃,然后连锁爆炸。美国因为液氢比较便宜,且建站地区多比较空旷,因此没有对蒸发气体的回收环节,大量的冷氢气直接泄放。如果恰好旁边有一辆高压氢气管束车,又恰好在这个时刻泄漏或泄放引发自燃的话,爆炸就在所难免了。



而韩国事故的原因初步鉴定为,在履行水电解氢气试验的过程中,因操作失误而导致爆炸。水电解制氢的特点是同时释放大量氧气,而氧气的密度比空气重,需要采用强制通风措施,避免富氧聚集引发环境中各种可燃物质的爆炸。这往往是很容易被忽略的安全隐患。有分析认为,加氢站等配套设施事故频发对一些坚持用氢燃料汽车技术替代纯电动汽车技术的车企是重大打击。同时,爆炸发生后导致氢供应中断,也凸显出燃料电池汽车使用面临的挑战。


根据韩国报告数据显示,2019年至2022年8月,安装在韩国高速公路休息区的18个氢燃料汽车加氢站共发生374起故障,而从2021年到今年8月底,加氢站发生了878起氢气泄漏(大于5000ppm),其主要原因包括了专业技术人员缺失、零部件供应以及监管体系等问题。


由于氢气具有扩散系数大,爆炸极限宽,点火温度低等特点,因此一旦发生泄漏,极易引起爆炸与火灾,会对加氢站周围的生命和财产安全造成极大的损失。


但是凡事有利就有弊,氢能源在安全性上的优点也很重要:氢气具有很高的扩散系数和浮力,泄露时浓度会迅速降低。如果发生爆炸,氢气的爆炸能量是常见燃气中最低的,就单位体积爆炸能而言,氢气爆炸能仅为汽油气的1/22。



加氢站作为氢燃料电池车的燃料补给站,其数量必然会快速增长,并会朝着人口较为密集的地区进行布置。因此,加氢站的安全性必然会成为公众关注的焦点,同时也制约着氢燃料电池汽车行业的发展。加氢站作为氢气的生产、存储、输送、加注的全流程中心,要十分注重其安全问题。由于氢气自身的特性,加氢站在设计、建设、运营中,要注意的问题数不胜数,如:


加氢设备、输送管道等的防泄漏措施处理;加氢站内配置的电气元件应为防爆器件,同时采取可靠的防静电措施,防止因静电导致着火爆炸等事故的发生;


加氢站内应设置氢气浓度在线检测设备,排风排气装置,及时排除泄漏的氢气;加氢站中的加注模块应具备安全联锁功能和过压保护功能;


由于高电位氢流会使氢气在空气中燃烧,还要防止高速氢流与储氢瓶之间摩擦导致的高电位氢流等等。


多次发生的爆炸事件也警醒着我们:由于氢燃料本身的复杂性及危险性,企业以及地方政府必须将安全放在首位;同时,在推动氢燃料电池汽车产业发展的过程中,必须遵循产业的发展规律,切忌急功近利。