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氫能的發(fā)展
由于目前“過程性能源”尚不能大量的直接貯存，因此汽車、輪船、飛機(jī)等機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的現(xiàn)代交通運(yùn)輸工具就只能采用像柴油、汽油這一類“含能體能源”。
隨著常規(guī)能源危機(jī)的出現(xiàn)，在開發(fā)新得一次能源的同時(shí)，人們將目光也投向?qū)で笮碌摹昂荏w能源“，氫能正是一種人們期待的新的二次能源。
21世紀(jì)初以來，受全球氣候變化和環(huán)境問題影響，節(jié)能減排和能源清潔化步伐加快，氫能在能源轉(zhuǎn)型中的潛力再次獲得人們關(guān)注。氫能作為清潔的二次能源，成為實(shí)現(xiàn)“深度脫碳“的重要途徑。
目前，全球國家直接支持氫能源部署的政策總計(jì)約50項(xiàng)。
美國發(fā)展戰(zhàn)略：1970年，贊助氫能源的研究；成立國際氫能源組織。 2018年，根據(jù)可再生能源投資稅收抵免（ITC）政策，將在五年內(nèi)逐步減少30%的稅收，最終確保燃料電池產(chǎn)品（包括固定電站和物料運(yùn)輸行業(yè)）達(dá)到其他清潔能源技術(shù)同等發(fā)展水平。2019年，G20（大阪）峰會(huì)召開期間，美日歐三方簽署《關(guān)于未來氫能和燃料電池技術(shù)合作的聯(lián)合聲明》，致力于未來氫能及燃料電池技術(shù)全面合作，引導(dǎo)能源體系向氫能過渡。
歐盟發(fā)展戰(zhàn)略：2008年，歐盟發(fā)布《氫能源和燃料電池聯(lián)合會(huì)（FCH-JU）技術(shù)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目》，提出：1.氫能源和燃料電池聯(lián)合會(huì)成立；2.在 2008年至2013年至少斥資9.4億歐元用于燃料電池和氫能的研究和發(fā)展。2019年，燃料電池和氫能聯(lián)合組織（FCH JU）在發(fā)布《歐洲氫能路線圖：歐洲能源轉(zhuǎn)型的可持續(xù)發(fā)展途徑》，預(yù)計(jì)到2050 年，氫能可占最終能源需求的 24％，創(chuàng)造8200億歐元的市場。2020年，歐盟委員會(huì)宣布成立 “清潔氫能聯(lián)盟”。
日本發(fā)展戰(zhàn)略：2010年，隸屬于經(jīng)產(chǎn)省的燃料電池商業(yè)化組織（FCCJ）發(fā)布了《燃料電池汽車和加氫站2015年商業(yè)化路線圖》 2014年以來，日本先后制定《第四次能源基本計(jì)劃》《氫能基本戰(zhàn)略》《第五次能源基本計(jì)劃》《氫能與燃料電池路線圖》，計(jì)劃到2025年，燃料電池汽車數(shù)量達(dá)到20萬輛，到2030年達(dá)到80萬輛，燃料補(bǔ)給網(wǎng)絡(luò)包括900個(gè)加氫站，是目前的9倍左右。2018年，提出建立氫能社會(huì) 。
韓國發(fā)展戰(zhàn)略：2008年，《實(shí)施“低碳綠色增長戰(zhàn)略》，為氫能燃料電池研發(fā)項(xiàng)目投資 16億韓元；2009年，《首都首爾計(jì)劃推廣氫燃料電池的使用》 2018年，韓國政府和國內(nèi)相關(guān)企業(yè)決定未來 5 年投資2.6萬億韓元，加快氫燃料電池汽車生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展、增加加氫站的數(shù)量。2019年，預(yù)計(jì)到 2040 年，累計(jì)生產(chǎn)燃料電池車620萬輛，建設(shè)加氫站1200座。
氫能的發(fā)展和應(yīng)用
2017年4月，國家發(fā)改委和國家能源局在系統(tǒng)內(nèi)部印發(fā)《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016-2030年)》，并同時(shí)發(fā)布了《能源技術(shù)革命重點(diǎn)創(chuàng)新行動(dòng)路線圖》，提出研究制氫技術(shù)、燃料電池技術(shù)、燃料電池分布式發(fā)電技術(shù)等重點(diǎn)任務(wù)。
到2020年建立健全氫能及燃料電池規(guī)模化應(yīng)用的設(shè)計(jì)、工藝、檢測平臺(tái)?；菊莆崭咝錃庵苽?、純化、儲(chǔ)運(yùn)和加氫站等關(guān)鍵技術(shù)。
到2030年實(shí)現(xiàn)大規(guī)模氫的制取、存儲(chǔ) 、運(yùn)輸、應(yīng)用一體化。實(shí)現(xiàn)加氫站現(xiàn)場儲(chǔ)氫、制氫模式的標(biāo)準(zhǔn)化和推廣應(yīng)用。完全掌握燃料電池核心關(guān)鍵技術(shù)。建立完備的燃料電池材料、部件、系統(tǒng)的制備與生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)燃料電池和氫能的大規(guī)模推廣應(yīng)用。
到2050年實(shí)現(xiàn)氫能和燃料電池的普及應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)氫能制取利用新探索的突破性進(jìn)展。
加氫站簡介
固定式加氫站
固定式加氫站主要設(shè)備的設(shè)計(jì)和安裝是平整地面（且地面由環(huán)氧地坪和不發(fā)火的混凝土地面組成），不可移動(dòng)或搬運(yùn)拆除較為繁瑣，安裝調(diào)試周期長。但加氫速度快。
撬裝式加氫站
撬裝站主要設(shè)備的安裝和設(shè)計(jì)是在集裝箱式廠房內(nèi)，主要設(shè)備固定在框架上，設(shè)備與框架，通過地腳固定。優(yōu)勢就是安裝、拆除快捷、運(yùn)輸方便，安裝與調(diào)試較固定站周期短。
制氫加氫一體站
是國家能源部和國家發(fā)改委2016年提出來的氫能發(fā)展第二步戰(zhàn)略部署，即在加氫站運(yùn)行的過程中，把制氫站加入的模式，解決路途遠(yuǎn)的問題和長管拖車雇傭的問題，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約化，能源化。
氫能安全分析
2015年6月28日上午10時(shí)04分，內(nèi)蒙古鄂爾多斯市準(zhǔn)格爾旗準(zhǔn)格爾經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)伊東九鼎化工有限責(zé)任公司發(fā)生一起氫氣泄露爆炸事故，造成正在附近施工的3名工人死亡，6人受傷。事故直接原因：該企業(yè)凈化車間換熱器發(fā)生氫氣泄漏造成閃爆。閃爆引發(fā)小范圍起火。
2019年5月23日傍晚6時(shí)20分，韓國江原道江陵市一家工廠工人正在對容量為400升的氫氣罐進(jìn)行測試時(shí)氫氣罐發(fā)生爆炸（未燃燒，事故造成2人死亡6人受傷。事故直接原因：該企業(yè)氫氣儲(chǔ)罐為35-70MPa的高壓儲(chǔ)罐，由于安全附件故障，超壓儲(chǔ)罐破裂發(fā)生容器爆炸。
2011年，日本福島第一核電站3號機(jī)組當(dāng)?shù)貢r(shí)間11時(shí)01分（北京時(shí)間10時(shí)01分）發(fā)生氫氣爆炸，反應(yīng)堆所在建筑遭到損壞。東京電力公司隨后宣布，爆炸發(fā)生后，附近有7人失蹤。事故直接原因：反應(yīng)堆內(nèi)部產(chǎn)生的氫氣溢出接觸外界氧氣達(dá)到爆炸極限，發(fā)生劇烈反應(yīng)，引起爆炸。
2019年6月10日，挪威首都奧斯陸Sandvika地鐵站附近的KJ?RBO加氫站發(fā)生著火爆炸。事故直接原因：高壓儲(chǔ)氫單元插頭的接口處，四個(gè)螺栓中有兩個(gè)螺栓因?yàn)檠b配誤差造成扭力不足，導(dǎo)致氫氣從密封區(qū)域逐漸泄漏造成內(nèi)部密封區(qū)域氣壓增大；壓力增大而螺栓的預(yù)緊扭力不足， 造成了螺栓塞翹起，最終導(dǎo)致密封失效，氫氣大量擴(kuò)散泄漏并著火”爆炸”。
2000年至今，從氫氣的制取、儲(chǔ)氫、運(yùn)氫、加氫四大環(huán)節(jié)劃分，通過查詢美國H2工具數(shù)據(jù)庫、日本高壓氣體安全法數(shù)據(jù)庫、歐盟HIAD數(shù)據(jù)庫和我國化學(xué)品事故信息網(wǎng) ，共查得國內(nèi)外有關(guān)事故90例，事故原因可分為如下五大類：
① 設(shè)計(jì)問題：未按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行臨氫設(shè)備的設(shè)計(jì)或制造。
② 密封失效：包括閥門、法蘭、墊片等位置的密封結(jié)構(gòu)失效
③ 設(shè)備失效：臨氫設(shè)備或安全設(shè)施故障。
④ 操作失誤或維護(hù)不當(dāng)：人為失誤或未按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)備維護(hù)
⑤ 交通事故：專指氫氣運(yùn)輸車輛事故。
氫氣安全管理要求
安全措施：【基本要求】
1. 操作人員經(jīng)嚴(yán)格的培訓(xùn)，考核合格后，由師傅帶徒弟上崗，經(jīng)師傅教導(dǎo)其熟練掌握操作技能和應(yīng)急處置知識(shí)后，觀察其單獨(dú)操作2月無錯(cuò)誤方可單獨(dú)上崗操作。
2. 生產(chǎn)、使用氫氣的車間及貯氫場所設(shè)置氫氣泄漏報(bào)警儀和防爆型的通風(fēng)系統(tǒng)連鎖。操作人員穿防靜電工作服，進(jìn)入工作場所釋放靜電。
3. 儲(chǔ)罐等壓力容器安裝安全閥、壓力表、溫度計(jì)（按時(shí)校驗(yàn)），壓力、溫度遠(yuǎn)傳記錄和報(bào)警功能的安全裝置連鎖。生產(chǎn)、儲(chǔ)存區(qū)域設(shè)置安全警示標(biāo)志。
在傳送過程中，鋼瓶和容器必須接地和跨接，防止產(chǎn)生靜電。搬運(yùn)時(shí)輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損。配備相應(yīng)品種和數(shù)量的消防器材及泄漏應(yīng)急處理設(shè)備（如正壓式空氣呼吸器）。
安全措施：【制氫安全】
（1）氫氣系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，不準(zhǔn)敲擊，不準(zhǔn)帶壓修理和緊固，不得超壓，嚴(yán)禁負(fù)壓。制氫和充裝人員工作時(shí)，穿戴防靜電防砸鞋、護(hù)目鏡和防靜電手套，以免產(chǎn)生靜電和撞擊起火。
（2）當(dāng)氫氣作焊接、切割、燃料和保護(hù)氣等使用時(shí)，每臺(tái)用氫設(shè)備的排空管上設(shè)阻火器。因生產(chǎn)需要，必須在現(xiàn)場（室內(nèi)）使用氫氣瓶時(shí)，要加強(qiáng)通風(fēng)和控制氣瓶數(shù)量，氫氣瓶與盛有易燃、易爆、可燃物質(zhì)及氧化性氣體的容器或氣瓶隔離放置，與空調(diào)裝置、空氣壓縮機(jī)和通風(fēng)設(shè)備等吸風(fēng)口的間距不應(yīng)小于20m。
（3）生產(chǎn)中管道、閥門等裝置凍結(jié)時(shí)，只能用熱水或蒸汽加熱解凍，嚴(yán)禁使用明火烘烤。嚴(yán)禁在室內(nèi)排放氫氣。清洗氮?dú)庵脫Q，應(yīng)立即切斷氣源，進(jìn)行通風(fēng)，不得進(jìn)行可能發(fā)生火花的任何操作。
安全措施：【運(yùn)輸安全】
（1）為保氫能運(yùn)輸安全，公司設(shè)立應(yīng)急救援中心，成立以安全高級工程師、注冊安全工程師、儀表工程師 、設(shè)備工程師等組成的應(yīng)急專家組，專家組成員執(zhí)行24小時(shí)應(yīng)急值班制度。
（2）運(yùn)輸采用大數(shù)據(jù)平臺(tái)管理，對所有運(yùn)氫車輛均安裝北斗定位系統(tǒng)和車輛監(jiān)控系統(tǒng)，公司設(shè)專人在出車時(shí)進(jìn)行人員、車輛、天氣、道路情況的監(jiān)控，異常情況及時(shí)匯報(bào)公司應(yīng)急救援中心。由救援中心確定合理的方案后，由監(jiān)護(hù)人員通知押運(yùn)員和司機(jī)，確保運(yùn)輸過程安全。（車輛行駛軌跡、壓力、溫度、流量、駕駛室視頻監(jiān)控、時(shí)時(shí)對話、異常報(bào)警等功能）
（3）管車進(jìn)廠時(shí)必須安裝完好的阻火器（火星熄滅器）。牽引車和拖車停穩(wěn)后必須先導(dǎo)除靜電；集裝格和氣瓶運(yùn)輸必須有緊繩器，確保氣瓶固定完好。
（4）嚴(yán)禁混運(yùn)相互反應(yīng)的氣瓶。氣瓶裝卸時(shí)嚴(yán)禁拋、滑 、滾、碰。臥運(yùn)時(shí)，氫氣瓶頭部朝向一致。直立運(yùn)時(shí)，設(shè)置圍欄高度不得低于氣瓶高度的三分之二。
應(yīng)急處置原則
【滅火方法】關(guān)閉閥門，切斷氣源。若切斷不了氣源，保證氫氣在泄露處穩(wěn)定燃燒，直到自然熄滅為止，切忌不可滅火?？蓢娝鋮s附近的設(shè)施，移走附近氣瓶等設(shè)施。氫火焰肉眼不易察覺，處置人員應(yīng)佩戴自給式呼吸器，穿防靜電長袖服進(jìn)入現(xiàn)場，注意防止外露皮膚燒傷。附屬設(shè)施著火可用霧狀水、二氧化碳、干粉滅火器進(jìn)行撲滅。
【泄漏應(yīng)急處置】消除所有點(diǎn)火源：根據(jù)氣體的影響區(qū)域劃定警戒區(qū)，無關(guān)人員從側(cè)風(fēng)、上風(fēng)向撤離至安全區(qū)（不可快跑）。應(yīng)急處理人員戴自給式空氣呼吸器，穿防靜電服。作業(yè)時(shí)使用的所有設(shè)備應(yīng)接地或不起靜電 。盡可能切斷泄漏源。噴霧狀水抑制蒸氣或改變蒸氣云流向。防止氣體通過下水道、通風(fēng)系統(tǒng)和密閉性空間擴(kuò)散。 若泄漏發(fā)生在室內(nèi)，采用吸風(fēng)系統(tǒng)或?qū)⑿孤┑匿撈恳浦潦彝?，以避免氫氣四處擴(kuò)散，排空氫氣瓶或氫氣儲(chǔ)罐時(shí)，控制氫氣流速（緩慢）。隔離泄漏區(qū)直至氣體散盡。緊急預(yù)防措施：泄漏隔離距離應(yīng)大于100m。如果為大量泄漏，下風(fēng)向的初始疏散距離應(yīng)大于800m。
