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张家口爆炸事故看氢燃料电池是否比锂电池更安全?

来源:界面 | 作者:admin | 分类:新闻 | 时间:2018-11-30 | 浏览:4853
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锂电网讯:前一段时间,有人认为锂电新能源汽车行业发展方向会被氢燃料电池新能源汽车所替代,但对于氢能及燃料电池,你又了解多少?安全性上对比锂电池是否又有优势?下文带你一起走进张家口爆炸事故的背后,或许对氢燃料电池有多一层次的了解。

11月28日,张家口市桥东区河北盛华化工有限公司(下称盛华化工)附近发生一起爆炸起火事故。截至目前,事故已经造成23人死亡,现场搜救工作和事故原因调查仍在进行中。

安全事故.jpg

据新华社报道,爆炸事故调查的初步原因为运输乙炔的大货车爆炸,引起了化工厂周边车辆连环爆炸燃烧,大货车原本运往盛华化工附近的张家口海珀尔新能源科技有限公司(下称海珀尔),后者生产氢气需要用到乙炔。

一时间,关于制氢工厂的安全问题,引起公众热议。在很多人的认知中,氢仍然与危险、爆炸一类的词语相关联在。但众多业内专家认为,恐惧源自未知。

业内多位专家也对界面新闻记者表示,制氢设备和氢气生产过程中并不需要用到乙炔。

目前,新华社在“新华视点”上已删除了这篇题为《张家口爆炸事故初步原因系运输乙炔车辆引起连环爆炸》的稿子。

中国汽车工程学会秘书长张进华曾表示,人们已经习惯于汽油作为燃料,对氢气这种燃料缺乏了解,如果有必要的保护措施,安全使用是完全可以做到的。

清华大学教授毛宗强认为,每种能源载体都有其物理、化学、技术性等特有的安全问题。

就氢气而言,它是一种极易燃烧,无色透明、无臭无味的气体。在开放空间中,氢气的扩散能力很强,氢泄漏或燃烧时,会很快地垂直上升到空气中并扩散。氢本身没有毒性及放射性,不具有长期的未知范围的后续伤害。

与汽油相比,由于氢的扩散系数是汽油的12倍,且密度远低于空气,因此,即使发生氢气爆炸,也只是发生在气源上方,汽油的爆炸则发生在燃料周围。从这方面看,汽油的危险程度远甚于氢气。

毛宗强在《制氢工艺与技术》一书中强调:“氢是安全的能源。”他表示,目前已有整套的氢安全传感及执行装置,可及时测定氢气的泄漏并采取措施,将事故消灭在萌芽状态,保证氢气使用安全。

氢能产业链通常由制氢、储运和应用组成,其中制氢是产业链的第一环。目前,主流的制氢工艺主要有煤制氢、天然气制氢、石油制氢和可再生能源制氢等。

煤制氢技术包括煤的焦化制氢和气化制氢两种,后者更加主流。煤气化制氢,即用气化技术将煤炭转化为气态产物,经分离处理提取高纯度的氢气。

中国科学院院士衣宝廉在评价煤制氢技术时称,煤制氢,特别是劣质煤制氢,可以说是把最脏的资源变成了最干净的燃料,实现清洁利用。

《中国煤制氢年度报告2018》的数据显示,2010年至今,全国新建大型炼厂煤/石油焦制氢项目六套,煤制氢的总规模约为80.5万标立方米/小时。另有15个拟在建炼化一体化项目,其中11个确定采用煤气化制氢工艺。2016年,煤制氢产量已达1700万-1800万吨。

天然气制氢的流程则较为复杂,主要包括合成气制备、水煤气转化、二氧化碳分离和一氧化碳精脱除等环节,具有储氢容量高、适用地域范围广、适合大规模制氢等优点。

作为三大化石能源之一,天然气的主要成分为甲烷,是各类化合物中氢原子质量占比最大的化合物,储氢量为25%。

根据Shell Global Solution机构对全球炼油行业制氢成本的分析,在现有技术条件下,当国际油价位于377.39美元/立方米以下时,天然气制氢在经济性上更具优势;当国际油价高于503.19美元/立方米时,煤制氢的成本优势则会随着原油价格的上升而更加凸显。

在可再生能源中,风能、海洋能需要先发电,再通过电解水制氢,太阳能和生物质能则可以直接制氢或电解水制氢。电解水制氢,即在充满氢氧化钾或氢氧化钠的电解槽中导入直流电,使水分子分解为氢气和氧气。

作为世界制氢第一大国,现阶段,中国制氢主要依靠化石能源。毛宗强据《中国统计年鉴2017》估算,2016年,中国煤炭和天然气制氢的理论产能为3.3万亿立方米,折合2.9亿吨。氯碱、甲醇和合成氨的副产氢气以及弃电制氢理论产氢1716亿立方米,折合1532万吨,可满足约8600万辆燃料电池小轿车一年的用氢量。

目前,氢气和液氢仍被列在危险化学品目录中,需要按照危化品的管理办法进行使用。对此,业内专家建议,需强调氢的能源属性。

全国政协副主席、中国科学技术协会主席万钢日前表示,应进一步完善标准体系,明确氢气作为清洁能源、零碳能源的定义,明确加氢站和加氢站合建站的标准规范。

联合国开发计划署(UNDP)驻华代表处能源与环境处项目主任张卫东在此前氢能宣传活动上表示,如果政策将氢从危化品变成能源,储氢、运氢和加氢方面的限制能得到有效解决。“只要把氢的危化品帽子摘成能源,一切问题都迎刃而解。”他说。

万钢也强调,安全永远是第一位的,具有一票否定的地位。中国在加快发展氢能的同时,也应形成一套加氢、氢能以及燃料电池安全运行的和监控的机制。

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