德爾格氫能白皮書-應(yīng)對(duì)氫氣的7大安全挑戰(zhàn)

氫氣被稱為“能源解決方案的多功能工具”，是一種多功能、清潔的載體，旨在實(shí)現(xiàn)凈零碳。氫氣的使用在各個(gè)層面上都在增長。在未來十年內(nèi)，氫動(dòng)力運(yùn)輸、混合氫供熱、工業(yè)熱能和原料，以及氫發(fā)電預(yù)計(jì)將對(duì)大眾市場(chǎng)產(chǎn)生重大影響。在新興氫經(jīng)濟(jì)中，氫氣的主要安全挑戰(zhàn)是什么？

1 氫的特點(diǎn)

氫能以氫氣作為能源載體，是一種儲(chǔ)量大、來源廣、效率高、清潔低碳、可再生的二次能源。氫氣（H2）是氫元素形成的一種單質(zhì)，常溫常壓下是一種無色無味、易燃燒且難溶于水的氣體。氫氣的密度為是空氣的1/14，是世界上已知的現(xiàn)有密度最小的氣體。

除核燃料外，氫的熱值高：約為1.4×105kJ/kg，是汽油的3倍；

氫燃燒性能好，點(diǎn)燃快，可燃范圍廣，且燃點(diǎn)高，燃燒速度快；

氫氣本身無毒，與其他燃料相比氫燃燒時(shí)清潔，燃燒產(chǎn)物只有水和少量氨氣，且氨氣經(jīng)過處理也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，同時(shí)燃燒生成的水還可以制氫，反復(fù)循環(huán)；

氫的使用方式多樣，不僅可以直接燃燒產(chǎn)生熱能，在熱力發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生機(jī)械功，還可用于燃料電池，或者轉(zhuǎn)換為固態(tài)氫用作結(jié)構(gòu)材料；

氫能的存儲(chǔ)狀態(tài)可以是氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)，能夠適用于不同要求下的儲(chǔ)存和運(yùn)輸以及使用。

2 氫氣7大安全挑戰(zhàn)

H2-氫氣

氫氣的用途廣泛且儲(chǔ)量豐富，在減少碳排放的倡議中可以發(fā)揮重要作用，然而擔(dān)憂是，新興氫經(jīng)濟(jì)運(yùn)行中的安全挑戰(zhàn)可能被低估。氫氣的生產(chǎn)、儲(chǔ)存和運(yùn)輸具有特殊的安全風(fēng)險(xiǎn)，處置這些風(fēng)險(xiǎn)需要工藝流程各階段的專業(yè)知識(shí)，需要逐步建立必要的氫氣安全經(jīng)驗(yàn)。

以下是德爾格在與客戶合作的項(xiàng)目中探討的一些風(fēng)險(xiǎn)因素：

1、爆炸

與現(xiàn)行的炸藥不同，純氫不能爆炸。風(fēng)險(xiǎn)來自于空氣，氫氣和氧氣混合遇明火即可引起爆炸，并且氫氣在空氣中的體積濃度介于4%和77%之間，是爆炸下限和上限（LEL和UEL）。但如果讓氫氣逸出，即使衣服上的靜電火花也足以引發(fā)爆炸。

2、看不見的火焰

氫氣燃燒時(shí)發(fā)出的火焰非常蒼白，在白天是看不見的。因?yàn)樗l(fā)出的高熱紅外輻射很少，所以它不能被感知為高熱。然而，氫火焰確實(shí)會(huì)發(fā)出大量的紫外線輻射，因此需要使用特殊的紫外線探測(cè)器來預(yù)警氫火焰的存在。

3、泄漏

由于氫氣的分子量小和粘度低，氫氣比密度更大的氣體更容易從管道和其他結(jié)構(gòu)中泄漏。事實(shí)上，當(dāng)氫氣在足夠高的壓力下從管道中泄漏時(shí)，它甚至?xí)匀肌?/span>除了管道要滿足標(biāo)準(zhǔn)外，還須定期檢查和探測(cè)接頭處和管道沿線的泄漏點(diǎn)。固定式泄漏探測(cè)器增加了這一層安全性。