在國(guó)際氫能與燃料電池技術(shù)和裝備及應(yīng)用（上海）大會(huì)上，來自上海交通大學(xué)、北京天海、北京星翼、中集安瑞科的4位專家為儲(chǔ)氫材料和技術(shù)提供了新的方案。

 

氫應(yīng)用擴(kuò)張的一條通路：固態(tài)鎂基儲(chǔ)氫

 

上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院鄒建新教授帶來的報(bào)告名為《高容量固態(tài)鎂基儲(chǔ)氫材料在氫能領(lǐng)域中的應(yīng)用》，重點(diǎn)介紹了鎂基儲(chǔ)氫材料，以及它在氫能領(lǐng)域的應(yīng)用。

 

 

上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授 鄒建新

 

固態(tài)儲(chǔ)氫的原理是把氫存儲(chǔ)到鎂當(dāng)中，一個(gè)鎂原子可以帶兩個(gè)氫原子，變成氫化鎂，在用氫時(shí)通過加熱的方式把氫釋放出來，也可以通過加水的方式把水當(dāng)中的氫也置換出來，加水是一次性使用方法，產(chǎn)氫量可以加倍。

 

鄒建新介紹說，團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室里面研發(fā)生產(chǎn)工藝之后，已經(jīng)建設(shè)了中試生產(chǎn)線，在上海臨港建設(shè)了一個(gè)年產(chǎn)10噸左右氫化鎂粉末的生產(chǎn)線，年產(chǎn)10噸，高產(chǎn)氫密度15.2%，可長(zhǎng)期存儲(chǔ)，主要是在無人機(jī)、備用電源方面應(yīng)用。另外還有一條多孔鎂基儲(chǔ)氫生產(chǎn)線，年產(chǎn)100噸。

 

團(tuán)隊(duì)還研發(fā)了大型儲(chǔ)運(yùn)氫的罐體，已在南通建設(shè)了一個(gè)大型儲(chǔ)運(yùn)氫罐體的測(cè)試基地，做了很多測(cè)試，單罐可以實(shí)現(xiàn)12個(gè)小時(shí)內(nèi)吸放氫達(dá)到75公斤以上。在儲(chǔ)氫罐的基礎(chǔ)上組裝成大型的儲(chǔ)運(yùn)氫車，是12個(gè)罐體組合，儲(chǔ)運(yùn)氫能力達(dá)1噸，它可以實(shí)現(xiàn)常溫低壓下的儲(chǔ)運(yùn)，它有進(jìn)化能力，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。

 

團(tuán)隊(duì)和中石化、寶武等集團(tuán)，共同制定了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，《鎂基氫化物固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)氫系統(tǒng)技術(shù)要求》，近期在很多地方進(jìn)行了測(cè)試，包括路測(cè)和加氫站測(cè)試，都安全完成吸放氫。它的主要優(yōu)勢(shì)是運(yùn)輸能力非常強(qiáng)，單車可以運(yùn)1噸氫氣，加氫能力非常大，占地比較小。另外團(tuán)隊(duì)也對(duì)運(yùn)輸過程中固態(tài)材料遇到振動(dòng)、加速、減速、碰撞等等情況可能產(chǎn)生的應(yīng)率問題進(jìn)行了防范，以確保安全。

 

鄒建新重點(diǎn)介紹了和寶武集團(tuán)合作的項(xiàng)目，這一名叫“氫行者”的項(xiàng)目剛剛獲得巴黎國(guó)際博覽會(huì)的金獎(jiǎng)。裝置附帶太陽能板和撬裝裝置，通過光伏發(fā)電，進(jìn)行電解水制氫，制氫以后直接存儲(chǔ)到鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫裝置。用時(shí)可以把氫直接釋放出來為車輛進(jìn)行加氫。

 

鄒建新對(duì)這一技術(shù)前景進(jìn)行展望時(shí)說，這一技術(shù)既可以儲(chǔ)能，可以用來供氫，也可以給氫能汽車家庭用氫，甚至工業(yè)用氫方面獲得應(yīng)用。而且動(dòng)力系統(tǒng)方面將來可能和內(nèi)燃機(jī)或者固態(tài)氧化物燃料電池進(jìn)行結(jié)合，產(chǎn)生的廢熱可以用來給鎂基固態(tài)儲(chǔ)氫裝置放氫，這樣可以實(shí)現(xiàn)高效率、高安全的動(dòng)力系統(tǒng)。

 

IV儲(chǔ)氫瓶生產(chǎn)目前在國(guó)內(nèi)依舊是重點(diǎn)

 

北京天海氫能裝備有限公司總經(jīng)理張?jiān)鰻I(yíng)分享了車載高壓儲(chǔ)氫技術(shù)的應(yīng)用。他介紹說，現(xiàn)階段在車載儲(chǔ)氫領(lǐng)域比較成熟的還是高壓儲(chǔ)氫。

 

 

北京天海氫能裝備有限公司總經(jīng)理 張?jiān)鰻I(yíng)

 

上世紀(jì)50年代開始出現(xiàn)的I型瓶為全鋼瓶；70年代出現(xiàn)了鋼內(nèi)膽玻璃纖維環(huán)形纏繞，也就是Ⅱ型瓶；80年代出現(xiàn)了鋁內(nèi)膽碳纖維全纏繞的III型瓶；90年代出現(xiàn)了塑料內(nèi)膽碳纖維全纏繞的高壓氣瓶，也就是IV型瓶。發(fā)展趨勢(shì)也是重量越來越輕，目前還有無內(nèi)膽的V型瓶，正在研發(fā)試用階段。

 

現(xiàn)在國(guó)外基本70兆帕的儲(chǔ)氫氣瓶都是IV型瓶。國(guó)內(nèi)目前以III型瓶為主，從2016年開始有企業(yè)陸續(xù)開展IV型瓶的研究。他介紹說IV型瓶技術(shù)難點(diǎn)主要包括塑料內(nèi)膽的材料選擇和成型；內(nèi)膽與金屬閥座的平口密封連接技術(shù)；纖維的帶壓纏繞、浮層設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)。其中內(nèi)膽與金屬閥座的連接是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，連接部位容易因疲勞而產(chǎn)生泄漏，北京天海也研發(fā)了獨(dú)特的密封結(jié)構(gòu)，已申請(qǐng)了專利。

 

北京天海是國(guó)內(nèi)氣體儲(chǔ)運(yùn)裝備的龍頭企業(yè)，主要負(fù)責(zé)氫能儲(chǔ)運(yùn)裝備的設(shè)計(jì)制造，是國(guó)內(nèi)首家取得了70兆帕大容積氫氣瓶許可認(rèn)證的企業(yè)，在北京冬奧會(huì)上有140輛車氫燃料客車都是用的天海70兆帕的產(chǎn)品，并且在冬奧會(huì)上的火炬供氫系統(tǒng)也是采用70兆帕的產(chǎn)品進(jìn)行供氫的。天海的III型瓶目前從70升-450升，供應(yīng)壓力有35兆帕和70兆帕兩種，覆蓋了不同車型、多種氫系統(tǒng)的應(yīng)用。對(duì)于IV型瓶北京天海是從2016年開始進(jìn)行了自主研發(fā)，已經(jīng)建成了一條國(guó)際水平的IV型瓶國(guó)際生產(chǎn)線，目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了IV型瓶的量產(chǎn)銷售。

 

不同的“站”配置不同的“樁”

 

北京星翼空間技術(shù)有限公司研發(fā)中心負(fù)責(zé)人趙亞杰分享了氫能源領(lǐng)域不同應(yīng)用場(chǎng)景下壓縮機(jī)的選擇經(jīng)驗(yàn)。他介紹說，氫能源產(chǎn)業(yè)壓縮機(jī)主要四部分，隔膜式壓縮機(jī)、無油活塞式壓縮機(jī)、液驅(qū)活塞式壓縮機(jī)、離子液壓縮機(jī)。趙亞杰分別介紹了四種壓縮機(jī)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。

 

 

北京星翼空間技術(shù)有限公司研發(fā)中心負(fù)責(zé)人 趙亞杰

 

他提供了經(jīng)過調(diào)研得出的一組數(shù)據(jù)，對(duì)于母站來講，壓縮機(jī)的條件一般是1.2-1.8兆帕；流量主要是200、500、1000、2000標(biāo)方的，排氣條件是20兆帕的長(zhǎng)管拖車是壓縮機(jī)要達(dá)到22兆帕，30兆帕要達(dá)到32兆帕，IV型瓶要達(dá)到75兆帕。

 

壓縮機(jī)是加氫站產(chǎn)生故障的第二大因素，他認(rèn)為在不同的站應(yīng)該用不同的壓縮機(jī)。“針對(duì)于加氫母站、加氫子站、制加一體站，我們認(rèn)為隔膜壓縮機(jī)比較適合加氫母站，液驅(qū)壓縮機(jī)比較適合加氫子站，制加一體站我們認(rèn)為適合用液驅(qū)。”

 

他以星翼空間為不同加氫站配置不同壓縮機(jī)為例介紹了壓縮機(jī)的合理應(yīng)用。星翼空間成立于2019年，是專業(yè)壓縮機(jī)企業(yè)，既可以做隔膜壓縮機(jī)、活塞壓縮機(jī)，也可以做液驅(qū)壓縮機(jī)。

 

超前思考助力液驅(qū)氫氣壓縮機(jī)開發(fā)

 

中集安瑞科氫能增壓研究中心孫洪濤主任介紹了“液驅(qū)氫氣壓縮機(jī)的研發(fā)與應(yīng)用”。他認(rèn)為，基于加氫站核心設(shè)備上的應(yīng)用，對(duì)加氫站用的壓縮機(jī)進(jìn)行分析，主要是在運(yùn)用選型方面關(guān)注的有八個(gè)關(guān)鍵因素：?jiǎn)伪米畲笈帕?、壓縮級(jí)數(shù)、氣體污染、維護(hù)周期、采購成本、維護(hù)成本、運(yùn)行溫度、單位能耗。

 

 

中集安瑞科氫能增壓研究中心主任 孫洪濤

 

他說，目前隔膜壓縮機(jī)和液驅(qū)壓縮機(jī)項(xiàng)目應(yīng)用比在國(guó)內(nèi)大概在六四分，60%左右是隔膜壓縮機(jī)，40%是液驅(qū)壓縮機(jī)，這是因?yàn)閲?guó)情現(xiàn)實(shí)情況導(dǎo)致的，因?yàn)槟壳皣?guó)內(nèi)加氫站排氣壓力主流是在45兆帕，這個(gè)領(lǐng)域里兩種類型的優(yōu)勢(shì)還不是特別明顯。但是在70兆帕都是液驅(qū)壓縮機(jī)，因?yàn)楦裟嚎s機(jī)膜片在大壓力、大排量的發(fā)展方向上面技術(shù)難度較高。

 

正是基于這種思考，上海安瑞科公司專注于液驅(qū)氫氣壓縮機(jī)的研發(fā)，主要通過四個(gè)方面進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)的研究，包括液驅(qū)增壓技術(shù)、超高壓組合密封、氣液隔離技術(shù)、比例換向。

 

在液驅(qū)增壓技術(shù)上，通過壓力的選擇和氣液增壓比的匹配，單個(gè)增壓器排量就已經(jīng)達(dá)到500公斤，理論上的驅(qū)動(dòng)功率是42千瓦，下降非常明顯。以這個(gè)產(chǎn)品為基礎(chǔ)，通過并聯(lián)或者串聯(lián)的靈活配置形式，可以覆蓋到從500公斤-1000公斤壓縮機(jī)的應(yīng)用。

 

 

5月25日，國(guó)際氫能與燃料電池技術(shù)和裝備及應(yīng)用（上海）大會(huì)在上海嘉里大飯店召開，來自上海氫器時(shí)代、佛山環(huán)境與能源研究院和同濟(jì)大學(xué)的3位專家，為氫能產(chǎn)業(yè)綜合化發(fā)展提供了路徑方案。

 

應(yīng)用場(chǎng)景綜合化是未來方向

 

上海氫器時(shí)代科技有限公司總工程師吳亮介紹了母公司上海電氣集團(tuán)對(duì)于可再生能源制綠氫及系統(tǒng)解決方案的思考和布局。

 

 

上海氫器時(shí)代科技有限公司總工程師 吳亮

 

在堿性電解水裝置方面，已經(jīng)能夠提供單體產(chǎn)氫量100-2000標(biāo)方的電解槽。在PEM電解水制氫產(chǎn)品，能夠提供單體5-200標(biāo)方的電解槽。另外在儲(chǔ)氫罐和壓縮機(jī)等儲(chǔ)運(yùn)領(lǐng)域也有系列化產(chǎn)品推出。 氫燃料電池方面，上海電氣中央研究院目前有三個(gè)比較成熟的產(chǎn)品，一個(gè)是200千瓦的熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，是110千瓦的燃料電池系統(tǒng)，以及60千瓦的燃料電池車用系統(tǒng)。

 

在多個(gè)產(chǎn)品線的基礎(chǔ)上，上海氫器針對(duì)不同場(chǎng)景推出了多個(gè)氫能解決方案。

 

第一個(gè)方向是面向交通領(lǐng)域的“氫能制儲(chǔ)加一體化站”的系統(tǒng)解決方案，目前與上海浦江特種氣體合作的奉賢化工園區(qū)的聯(lián)合示范基地將很快開始投產(chǎn)運(yùn)行，它的規(guī)模是6000公斤每天的產(chǎn)氫規(guī)模，這邊的設(shè)備我們提供的主要是一臺(tái)1500標(biāo)方每小時(shí)的堿性電解槽，包括1.6-90兆帕不同等級(jí)的儲(chǔ)氫罐，以及45跟90兆帕兩種等級(jí)的隔膜壓縮機(jī)。

 

第二個(gè)方向是面對(duì)風(fēng)光大基地提供的“綠氫+儲(chǔ)氫+摻氫燃機(jī)”的系統(tǒng)解決方案。這個(gè)方案的特點(diǎn)是可以綠氫為媒介，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、長(zhǎng)周期儲(chǔ)能，而且還使用氫儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)能雙重方案，提高儲(chǔ)能的上限。

 

第三個(gè)方向是面向綠色化工領(lǐng)域提供的“綠氫+碳捕集+綠化化工站”系統(tǒng)解決方案?？梢詾閭鹘y(tǒng)電廠提供“電+氫+化”的解決方案，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)峰和碳減排。對(duì)下游的綠色化工廠可以提供綠氫取代灰氫的解決方案，包括化工領(lǐng)域深度脫碳。

 

第四個(gè)方向是面向工業(yè)園區(qū)的“風(fēng)光儲(chǔ)氫一體化-冷熱電氫綜合智慧能源供給”系統(tǒng)解決方案。這個(gè)方案優(yōu)勢(shì)在于可以提供分布式多聯(lián)產(chǎn)，滿足工業(yè)園區(qū)冷熱電氫用能需求。目前上海氫器在上海閔行工業(yè)園區(qū)投資打造了風(fēng)光儲(chǔ)充氫的綜合智慧能源示范。配備了2.1兆瓦的光伏加上2臺(tái)5千瓦的風(fēng)電，3兆瓦的儲(chǔ)能電池，20標(biāo)方/每小時(shí)的PEM電解水制氫裝置，后端配了50公斤的儲(chǔ)氫罐，到后面30千瓦的燃料電池。這個(gè)示范項(xiàng)目打通了從綠電到綠氫，到最后下游應(yīng)用的全產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)。目前系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行了幾個(gè)月，各項(xiàng)數(shù)據(jù)穩(wěn)定性都優(yōu)于設(shè)計(jì)值。

 

佛山多元化經(jīng)驗(yàn)必須看

 

佛山環(huán)境與能源研究院上海事業(yè)部部長(zhǎng)鄔佳益帶來的報(bào)告是《基于佛山地方實(shí)踐淺談氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前景與挑戰(zhàn)》。中國(guó)的氫能看佛山，佛山氫能看南海，他介紹了佛山氫能的基本情況和佛山發(fā)展經(jīng)驗(yàn)。

 

 

佛山環(huán)境與能源研究院上海事業(yè)部部長(zhǎng) 鄔佳益

 

佛山氫能產(chǎn)業(yè)鏈比較齊全，目前超過150家的氫能企業(yè)，全鏈發(fā)展比較順暢。他也講了佛山所面臨的困難。他說：“佛山只不過有些走在了前頭，踩過一些坑，可能大家后面也會(huì)面臨。例如在政策范圍內(nèi)，包括氫能制、儲(chǔ)、運(yùn)、加等各環(huán)節(jié)的監(jiān)管部門，很多城市是住建主管，很多還有應(yīng)急、城管，不太一樣。大規(guī)模液氫項(xiàng)目必須在化工園區(qū)。包括道路運(yùn)輸?shù)南拗?，?jié)假日運(yùn)輸?shù)南拗?，包括液氫上路的限制，目前都還沒有突破。”

 

“氫能應(yīng)用已經(jīng)全面多元化了，不僅僅交通領(lǐng)域，包括建筑、船舶工業(yè)領(lǐng)域，而且氫能不單單是燃料電池，也可能是其他形式的利用。而現(xiàn)在圍繞的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)體系都是圍繞著交通領(lǐng)域，這還需要得到進(jìn)一步擴(kuò)展。舉個(gè)例子，比如佛山的渣土車，氫能渣土車跟原來的渣土車可能沒有在政府采購名單里面，或者它的尺寸有些不太一樣，政府就沒法采購。”

 

另外還共同面對(duì)氫能供應(yīng)保障不足和成本高的問題。“總體來說補(bǔ)貼模式不可持續(xù)，未來需要尋找優(yōu)勢(shì)應(yīng)用場(chǎng)景，打造商業(yè)化的模式，也看到越來越多的地方在做這方面，比如像鋼鐵企業(yè)形成自己的一個(gè)內(nèi)循環(huán)體系，包括上下游協(xié)同，去降低成本。”

 

他提出多條建議，包括探索多元化制氫技術(shù)路徑，多元化建站模式，降低氫能儲(chǔ)運(yùn)成本，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)布局要立足實(shí)際，創(chuàng)新商業(yè)模式，打造多元化應(yīng)有場(chǎng)景等。

 

其中在探索多元化制氫技術(shù)路徑，他以佛山經(jīng)驗(yàn)為例：“首先副產(chǎn)氫資源要盡量盤活，因?yàn)楦碑a(chǎn)氫畢竟是現(xiàn)階段經(jīng)濟(jì)性最好的氫氣資源。綠氫，除了陜北資源豐富的地區(qū)，它的成本還是比較高的，特別依賴于電價(jià)，初期設(shè)備投資成本也較高，這塊需要做多元化的制氫路線。包括佛山的天然氣重整，還有在做的甲醇重整，現(xiàn)場(chǎng)制氫加氫一體，需要綜合考慮一個(gè)路線，不是每個(gè)城市都一定適合某一種路線，都沒有明確的路線。”

 

氫燃料電池汽車市場(chǎng)破局關(guān)鍵

 

同濟(jì)大學(xué)王哲教授帶來了“氫燃料電池汽車市場(chǎng)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)與破局思考”。

 

 

同濟(jì)大學(xué)教授 王哲

 

他提供了一組數(shù)據(jù)：截止到去年年底，全球燃料電池汽車保有量67488輛，我國(guó)保有量12306輛，全球排名第三。從2015年到2022年，燃料電池汽車復(fù)合增長(zhǎng)率超過85%。

 

2022年底全球814座加氫站投入運(yùn)營(yíng)，分布在37個(gè)國(guó)家和地區(qū)。我國(guó)已建成274座，2022年共建成22座。加氫站復(fù)合增長(zhǎng)率超過20%。加氫站的建設(shè)是滯后于燃料電池汽車的發(fā)展。

 

他提出了五項(xiàng)建議：一是加速技術(shù)創(chuàng)新并商業(yè)化。迫切需要增加研發(fā)預(yù)算和對(duì)示范項(xiàng)目的支持，確保氫能關(guān)鍵技術(shù)盡快商業(yè)化。

 

二是在關(guān)鍵應(yīng)用領(lǐng)域創(chuàng)造需求。目前氫能需求的大部分增長(zhǎng)來自煉油和傳統(tǒng)工業(yè)，氫很大一部分用在做化肥上，新興應(yīng)用項(xiàng)目需求增長(zhǎng)目前只有4萬噸，雖然比2020年增長(zhǎng)了60%，但是數(shù)量是非常少的。要重點(diǎn)支持氫能既能支持脫碳又能減少對(duì)化石燃料依賴的行業(yè)，比如重工業(yè)、重型公路運(yùn)輸和航運(yùn)。

 

三是促進(jìn)電解水制氫成本降低，這是氫能發(fā)展的關(guān)鍵。目前電解槽產(chǎn)能每年接近8GW，到2030年超過60GW，隨著后面光伏、風(fēng)電等可再生電的發(fā)展，電解水制氫成本也會(huì)下降。

 

四是推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)的投資建設(shè)。要嘗試一些新的基礎(chǔ)設(shè)施的領(lǐng)域，比如在制氫領(lǐng)域提升電解槽和碳捕集裝置在制氫過程中的使用率，發(fā)展氫專用的基礎(chǔ)設(shè)施。提高氫能技術(shù)的創(chuàng)新能力，不斷地用、示范，來提高技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。

 

五是構(gòu)建配套的標(biāo)準(zhǔn)、認(rèn)證和監(jiān)管體系。

 

 

 

在國(guó)際氫能與燃料電池技術(shù)和裝備及應(yīng)用（上海）大會(huì)上，有3位專家為氫安全和標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建提供了意見。

 

氫的安全性并不差

 

北京大學(xué)李星國(guó)教授以《氫氣的儲(chǔ)運(yùn)及應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)及未來發(fā)展》發(fā)表了演講，他指出 現(xiàn)在儲(chǔ)氫的方式有多種，大體來說有高壓氣體的、液態(tài)的、固態(tài)的三大類，并分別進(jìn)行了詳細(xì)的對(duì)比分析，還對(duì)氫能安全問題進(jìn)行了深入探討。

 

 

北京大學(xué)教授 李星國(guó)

 

他在氫能安全問題上廓清了人們的一個(gè)誤解。他說：確實(shí)要注意安全，但氫沒有我們想象的那樣可怕，氫燃燒得很快，但是氫含量爆炸的可能性比較小。氫含量必須達(dá)到18%以上才產(chǎn)生爆炸。而要達(dá)到空間內(nèi)18%的含量并不是非常容易，一是氫氣散逸非?？欤窃诿荛]空間需要有大量的氫泄漏才能達(dá)到這一數(shù)字，而在此之前進(jìn)行干預(yù)可以制止。

 

他說，因?yàn)闅浔旧硭哂械奶匦?，它的單位能量小，就起爆點(diǎn)來說，他并不比天然氣更容易起爆，我們可以用管理天然氣的方法來管理氫氣?，F(xiàn)在天然氣已經(jīng)應(yīng)用在家庭生活中，沒有想象中那么可怕，氫也一樣，將來它會(huì)慢慢走入家庭。

 

他認(rèn)為，最要緊的是怎么去防范。保證氫的安全性，除了防止泄漏之外，還不能囤積，并保持通風(fēng)，遠(yuǎn)離火花火源，遠(yuǎn)離靜電等。

 

碳排放實(shí)證數(shù)據(jù)會(huì)因地而異

 

德國(guó)萊茵TUV孟昭瑞從第三方視角剖析了電解水制氫系統(tǒng)和綠氫綠氨綜合技術(shù)在安全性、可靠性方面的要求。

 

 

德國(guó)萊茵TUV 孟昭瑞

 

制氫系統(tǒng)有一個(gè)特性，它有產(chǎn)品屬性，本身又是生產(chǎn)系統(tǒng)，同時(shí)也是小的化工裝置，所跨級(jí)的安全專業(yè)非常多，除了本身氫氣本身附帶的安全要求、流程控制所帶來的工藝安全要求，還有機(jī)械、電器等安全要求。這些要求如何整合在一起，有比較大的挑戰(zhàn)。即使同樣的防爆評(píng)估，在不同的安全環(huán)境下，后果影響可能不一樣，所以很難拿一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模型說制氫系統(tǒng)是什么配置就能滿足條件，要綜合考慮不同應(yīng)用場(chǎng)景來論證其風(fēng)險(xiǎn)影響。

 

綠氫和衍生物與碳排放相關(guān)的要求和難點(diǎn)主要表現(xiàn)在，首先是對(duì)綠氫、綠氨的定義和最終排放標(biāo)準(zhǔn)值是有多重定義，在不同的地區(qū)定義并不相同，一些企業(yè)已經(jīng)拿到了綠氫綠氨的認(rèn)證，但是當(dāng)把這些產(chǎn)品賣到國(guó)際市場(chǎng)的時(shí)候會(huì)受到該地區(qū)的否定，這就是因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)未統(tǒng)一。

 

綠氫和衍生物還有一個(gè)特點(diǎn)是，碳排放跟最終的應(yīng)用場(chǎng)景、使用地點(diǎn)以及生產(chǎn)頻次關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)，也就是說根據(jù)相同的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的綠氫和衍生物的碳排放很容易隨時(shí)間和地點(diǎn)不同而發(fā)生變化。他舉了一個(gè)在內(nèi)蒙的項(xiàng)目為例，在剛開始做初步碳排放評(píng)估時(shí)發(fā)現(xiàn)完美符合綠氫綠氨，但當(dāng)這個(gè)評(píng)估一步一步展開，變量一點(diǎn)點(diǎn)輸入，比如冬天特別冷的時(shí)候需要蒸汽來保障系統(tǒng)的可靠性以及穩(wěn)定性，這時(shí)候整體的功耗能耗就大幅增加。類似這樣的變量增加之后，產(chǎn)出就無法符合標(biāo)準(zhǔn)。

 

TUV萊茵目前在制氫領(lǐng)域提供安全和可靠性方面的技術(shù)支持，目前在跟一些系統(tǒng)廠商以及多個(gè)國(guó)家的能源主管機(jī)構(gòu)協(xié)同制定一個(gè)共同的標(biāo)準(zhǔn)，利用區(qū)塊鏈技術(shù)以及其他加密協(xié)議的方式，來對(duì)綠氫、綠氨或者其他衍生物的認(rèn)證進(jìn)行可靠性的保證，以便于交易的時(shí)候，碳數(shù)據(jù)是可靠、可信、可交互的。

 

防爆最重要的是安全意識(shí)的提升

 

德國(guó)萊茵工業(yè)服務(wù)部安全技術(shù)總經(jīng)理張小龍帶來了《加氫站及相關(guān)設(shè)備防爆技術(shù)要求解析及案例分享》。作為一家第三方的檢測(cè)認(rèn)證服務(wù)公司，他為與會(huì)觀眾講解了氫在防爆層面的注意事項(xiàng)。

 

 

德國(guó)萊茵工業(yè)服務(wù)部安全技術(shù)總經(jīng)理 張小龍

 

他說，“在防爆領(lǐng)域，我們把危險(xiǎn)的氣體或者液體會(huì)定義為三個(gè)組別，分別叫2A組別，2B組別，2C組別，氫是風(fēng)險(xiǎn)最高的，它跟乙炔的等級(jí)是一樣高。”

 

“但是防爆并不是不可能。例如加氫站，其實(shí)空氣和氫氣已經(jīng)存在，這時(shí)候更多控制的是現(xiàn)在的點(diǎn)燃風(fēng)險(xiǎn)。在工業(yè)領(lǐng)域，包括在制、儲(chǔ)、運(yùn)這些領(lǐng)域，我們更推崇的是阻止危險(xiǎn)環(huán)境形成的方式。需要限制危險(xiǎn)物質(zhì)的濃度，也就是如果把它控制在爆炸下限之下，這時(shí)候也不會(huì)有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。”

 

控制在爆炸下限之下可以通過很多方式，最重要的是減少危險(xiǎn)物質(zhì)的泄漏，限制危險(xiǎn)環(huán)境的形成。增加氣體報(bào)警的措施，主要包括增加探頭，識(shí)別危險(xiǎn)物質(zhì)的泄漏，當(dāng)達(dá)到爆炸下限的時(shí)候，整個(gè)設(shè)備，或者現(xiàn)場(chǎng)的帶電設(shè)備或者運(yùn)動(dòng)部件，都要進(jìn)入到停機(jī)或者停電的狀態(tài)。

 

在加油站或者加氫站不能避免危險(xiǎn)環(huán)境的形成，這時(shí)候應(yīng)依據(jù)危險(xiǎn)區(qū)的等級(jí)，進(jìn)行分區(qū)配置，將不同等級(jí)的防爆設(shè)備、安全設(shè)備進(jìn)行配置。他重點(diǎn)講了不同分區(qū)應(yīng)如何配置不同的防爆設(shè)備。例如加氫機(jī)內(nèi)部被定義為了1區(qū)，在加氫機(jī)周邊有一個(gè)4.5米半徑的圓柱形的空間，被定義為了2區(qū)。所以在加氫機(jī)附近，有任何的電氣設(shè)備都要考慮防爆的風(fēng)險(xiǎn)，危險(xiǎn)環(huán)境下用到的設(shè)備也都必須要考慮防爆的認(rèn)證。

 

他還提到，即使保證了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備安全，人員同樣是潛在的點(diǎn)燃風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)通過軟件或者體系的手段，避免由于人員的失誤產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。他認(rèn)為，最重要的就是人員的培訓(xùn)，“我們也希望涉氫的同事，跟氫打交道的現(xiàn)場(chǎng)的同事，也有對(duì)氫最基本的認(rèn)識(shí)，能讀懂防爆合格證防爆標(biāo)記，了解危險(xiǎn)區(qū)域劃分，了解電氣設(shè)備的安裝、維檢修，這些是一個(gè)整體性的對(duì)防爆基礎(chǔ)知識(shí)的支持。”