氢能的发展

由于目前“过程性能源”尚不能大量的直接贮存，因此汽车、轮船、飞机等机动性强的现代交通运输工具就只能采用像柴油、汽油这一类“含能体能源”。

随着常规能源危机的出现，在开发新得一次能源的同时，人们将目光也投向寻求新的“含能体能源“，氢能正是一种人们期待的新的二次能源。

21世纪初以来，受全球气候变化和环境问题影响，节能减排和能源清洁化步伐加快，氢能在能源转型中的潜力再次获得人们关注。氢能作为清洁的二次能源，成为实现“深度脱碳“的重要途径。

目前，全球国家直接支持氢能源部署的政策总计约50项。

美国发展战略：1970年，赞助氢能源的研究；成立国际氢能源组织。 2018年，根据可再生能源投资税收抵免（ITC）政策，将在五年内逐步减少30%的税收，最终确保燃料电池产品（包括固定电站和物料运输行业）达到其他清洁能源技术同等发展水平。2019年，G20（大阪）峰会召开期间，美日欧三方签署《关于未来氢能和燃料电池技术合作的联合声明》，致力于未来氢能及燃料电池技术全面合作，引导能源体系向氢能过渡。

欧盟发展战略：2008年，欧盟发布《氢能源和燃料电池联合会（FCH-JU）技术发展计划项目》，提出：1.氢能源和燃料电池联合会成立；2.在 2008年至2013年至少斥资9.4亿欧元用于燃料电池和氢能的研究和发展。2019年，燃料电池和氢能联合组织（FCH JU）在发布《欧洲氢能路线图：欧洲能源转型的可持续发展途径》，预计到2050 年，氢能可占最终能源需求的 24％，创造8200亿欧元的市场。2020年，欧盟委员会宣布成立 “清洁氢能联盟”。

日本发展战略：2010年，隶属于经产省的燃料电池商业化组织（FCCJ）发布了《燃料电池汽车和加氢站2015年商业化路线图》 2014年以来，日本先后制定《第四次能源基本计划》《氢能基本战略》《第五次能源基本计划》《氢能与燃料电池路线图》，计划到2025年，燃料电池汽车数量达到20万辆，到2030年达到80万辆，燃料补给网络包括900个加氢站，是目前的9倍左右。2018年，提出建立氢能社会 。

韩国发展战略：2008年，《实施“低碳绿色增长战略》，为氢能燃料电池研发项目投资 16亿韩元；2009年，《首都首尔计划推广氢燃料电池的使用》 2018年，韩国政府和国内相关企业决定未来 5 年投资2.6万亿韩元，加快氢燃料电池汽车生态系统的发展、增加加氢站的数量。2019年，预计到 2040 年，累计生产燃料电池车620万辆，建设加氢站1200座。

氢能的发展和应用

2017年4月，国家发改委和国家能源局在系统内部印发《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》，并同时发布了《能源技术革命重点创新行动路线图》，提出研究制氢技术、燃料电池技术、燃料电池分布式发电技术等重点任务。

到2020年建立健全氢能及燃料电池规模化应用的设计、工艺、检测平台。基本掌握高效氢气制备、纯化、储运和加氢站等关键技术。

到2030年实现大规模氢的制取、存储 、运输、应用一体化。实现加氢站现场储氢、制氢模式的标准化和推广应用。完全掌握燃料电池核心关键技术。建立完备的燃料电池材料、部件、系统的制备与生产产业链，实现燃料电池和氢能的大规模推广应用。

到2050年实现氢能和燃料电池的普及应用。实现氢能制取利用新探索的突破性进展。

加氢站简介

固定式加氢站

固定式加氢站主要设备的设计和安装是平整地面（且地面由环氧地坪和不发火的混凝土地面组成），不可移动或搬运拆除较为繁琐，安装调试周期长。但加氢速度快。

撬装式加氢站

撬装站主要设备的安装和设计是在集装箱式厂房内，主要设备固定在框架上，设备与框架，通过地脚固定。优势就是安装、拆除快捷、运输方便，安装与调试较固定站周期短。

制氢加氢一体站

是国家能源部和国家发改委2016年提出来的氢能发展第二步战略部署，即在加氢站运行的过程中，把制氢站加入的模式，解决路途远的问题和长管拖车雇佣的问题，可以实现节约化，能源化。

氢能安全分析

2015年6月28日上午10时04分，内蒙古鄂尔多斯市准格尔旗准格尔经济开发区伊东九鼎化工有限责任公司发生一起氢气泄露爆炸事故，造成正在附近施工的3名工人死亡，6人受伤。事故直接原因：该企业净化车间换热器发生氢气泄漏造成闪爆。闪爆引发小范围起火。

2019年5月23日傍晚6时20分，韩国江原道江陵市一家工厂工人正在对容量为400升的氢气罐进行测试时氢气罐发生爆炸（未燃烧，事故造成2人死亡6人受伤。事故直接原因：该企业氢气储罐为35-70MPa的高压储罐，由于安全附件故障，超压储罐破裂发生容器爆炸。

2011年，日本福岛第一核电站3号机组当地时间11时01分（北京时间10时01分）发生氢气爆炸，反应堆所在建筑遭到损坏。东京电力公司随后宣布，爆炸发生后，附近有7人失踪。事故直接原因：反应堆内部产生的氢气溢出接触外界氧气达到爆炸极限，发生剧烈反应，引起爆炸。

2019年6月10日，挪威首都奥斯陆Sandvika地铁站附近的KJ∅RBO加氢站发生着火爆炸。事故直接原因：高压储氢单元插头的接口处，四个螺栓中有两个螺栓因为装配误差造成扭力不足，导致氢气从密封区域逐渐泄漏造成内部密封区域气压增大；压力增大而螺栓的预紧扭力不足， 造成了螺栓塞翘起，最终导致密封失效，氢气大量扩散泄漏并着火”爆炸”。

2000年至今，从氢气的制取、储氢、运氢、加氢四大环节划分，通过查询美国H2工具数据库、日本高压气体安全法数据库、欧盟HIAD数据库和我国化学品事故信息网 ，共查得国内外有关事故90例，事故原因可分为如下五大类：

①    设计问题：未按照相关标准进行临氢设备的设计或制造。

②    密封失效：包括阀门、法兰、垫片等位置的密封结构失效

③    设备失效：临氢设备或安全设施故障。

④    操作失误或维护不当：人为失误或未按照相关规定进行设备维护

⑤    交通事故：专指氢气运输车辆事故。

氢气安全管理要求

安全措施：【基本要求】

1.    操作人员经严格的培训，考核合格后，由师傅带徒弟上岗，经师傅教导其熟练掌握操作技能和应急处置知识后，观察其单独操作2月无错误方可单独上岗操作。

2.    生产、使用氢气的车间及贮氢场所设置氢气泄漏报警仪和防爆型的通风系统连锁。操作人员穿防静电工作服，进入工作场所释放静电。

3.    储罐等压力容器安装安全阀、压力表、温度计（按时校验），压力、温度远传记录和报警功能的安全装置连锁。生产、储存区域设置安全警示标志。

在传送过程中，钢瓶和容器必须接地和跨接，防止产生静电。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备（如正压式空气呼吸器）。

       安全措施：【制氢安全】

       （1）氢气系统运行时，不准敲击，不准带压修理和紧固，不得超压，严禁负压。制氢和充装人员工作时，穿戴防静电防砸鞋、护目镜和防静电手套，以免产生静电和撞击起火。

       （2）当氢气作焊接、切割、燃料和保护气等使用时，每台用氢设备的排空管上设阻火器。因生产需要，必须在现场（室内）使用氢气瓶时，要加强通风和控制气瓶数量，氢气瓶与盛有易燃、易爆、可燃物质及氧化性气体的容器或气瓶隔离放置，与空调装置、空气压缩机和通风设备等吸风口的间距不应小于20m。

       （3）生产中管道、阀门等装置冻结时，只能用热水或蒸汽加热解冻，严禁使用明火烘烤。严禁在室内排放氢气。清洗氮气置换，应立即切断气源，进行通风，不得进行可能发生火花的任何操作。

       安全措施：【运输安全】

       （1）为保氢能运输安全，公司设立应急救援中心，成立以安全高级工程师、注册安全工程师、仪表工程师 、设备工程师等组成的应急专家组，专家组成员执行24小时应急值班制度。

（2）运输采用大数据平台管理，对所有运氢车辆均安装北斗定位系统和车辆监控系统，公司设专人在出车时进行人员、车辆、天气、道路情况的监控，异常情况及时汇报公司应急救援中心。由救援中心确定合理的方案后，由监护人员通知押运员和司机，确保运输过程安全。（车辆行驶轨迹、压力、温度、流量、驾驶室视频监控、时时对话、异常报警等功能）

（3）管车进厂时必须安装完好的阻火器（火星熄灭器）。牵引车和拖车停稳后必须先导除静电；集装格和气瓶运输必须有紧绳器，确保气瓶固定完好。

（4）严禁混运相互反应的气瓶。气瓶装卸时严禁抛、滑 、滚、碰。卧运时，氢气瓶头部朝向一致。直立运时，设置围栏高度不得低于气瓶高度的三分之二。

       应急处置原则

       【灭火方法】关闭阀门，切断气源。若切断不了气源，保证氢气在泄露处稳定燃烧，直到自然熄灭为止，切忌不可灭火。可喷水冷却附近的设施，移走附近气瓶等设施。氢火焰肉眼不易察觉，处置人员应佩戴自给式呼吸器，穿防静电长袖服进入现场，注意防止外露皮肤烧伤。附属设施着火可用雾状水、二氧化碳、干粉灭火器进行扑灭。

       【泄漏应急处置】消除所有点火源：根据气体的影响区域划定警戒区，无关人员从侧风、上风向撤离至安全区（不可快跑）。应急处理人员戴自给式空气呼吸器，穿防静电服。作业时使用的所有设备应接地或不起静电 。尽可能切断泄漏源。喷雾状水抑制蒸气或改变蒸气云流向。防止气体通过下水道、通风系统和密闭性空间扩散。 若泄漏发生在室内，采用吸风系统或将泄漏的钢瓶移至室外，以避免氢气四处扩散，排空氢气瓶或氢气储罐时，控制氢气流速（缓慢）。隔离泄漏区直至气体散尽。紧急预防措施：泄漏隔离距离应大于100m。如果为大量泄漏，下风向的初始疏散距离应大于800m。