鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2018年12月04日
氫燃料電池是否比鋰電池更安全 制氫工廠安全問題引公眾熱議
11月28日,張家口市橋東區(qū)河北盛華化工有限公司(下稱盛華化工)附近發(fā)生一起爆炸起火事故。截至目前,事故已經(jīng)造成23人死亡,現(xiàn)場(chǎng)搜救工作和事故原因調(diào)查仍在進(jìn)行中。
據(jù)新華社報(bào)道,爆炸事故調(diào)查的初步原因?yàn)檫\(yùn)輸乙炔的大貨車爆炸,引起了化工廠周邊車輛連環(huán)爆炸燃燒,大貨車原本運(yùn)往盛華化工附近的張家口海珀?duì)栃履茉纯萍加邢薰荆ㄏ路Q海珀?duì)枺笳呱a(chǎn)氫氣需要用到乙炔。
一時(shí)間,關(guān)于制氫工廠的安全問題,引起公眾熱議。在很多人的認(rèn)知中,氫仍然與危險(xiǎn)、爆炸一類的詞語(yǔ)相關(guān)聯(lián)在。但眾多業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為,恐懼源自未知。
業(yè)內(nèi)多位專家也對(duì)界面新聞?dòng)浾弑硎荆茪湓O(shè)備和氫氣生產(chǎn)過(guò)程中并不需要用到乙炔。
目前,新華社在“新華視點(diǎn)”上已刪除了這篇題為《張家口爆炸事故初步原因系運(yùn)輸乙炔車輛引起連環(huán)爆炸》的稿子。
中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)秘書長(zhǎng)張進(jìn)華曾表示,人們已經(jīng)習(xí)慣于汽油作為燃料,對(duì)氫氣這種燃料缺乏了解,如果有必要的保護(hù)措施,安全使用是完全可以做到的。
清華大學(xué)教授毛宗強(qiáng)認(rèn)為,每種能源載體都有其物理、化學(xué)、技術(shù)性等特有的安全問題。
就氫氣而言,它是一種極易燃燒,無(wú)色透明、無(wú)臭無(wú)味的氣體。在開放空間中,氫氣的擴(kuò)散能力很強(qiáng),氫泄漏或燃燒時(shí),會(huì)很快地垂直上升到空氣中并擴(kuò)散。氫本身沒有毒性及放射性,不具有長(zhǎng)期的未知范圍的后續(xù)傷害。
與汽油相比,由于氫的擴(kuò)散系數(shù)是汽油的12倍,且密度遠(yuǎn)低于空氣,因此,即使發(fā)生氫氣爆炸,也只是發(fā)生在氣源上方,汽油的爆炸則發(fā)生在燃料周圍。從這方面看,汽油的危險(xiǎn)程度遠(yuǎn)甚于氫氣。
毛宗強(qiáng)在《制氫工藝與技術(shù)》一書中強(qiáng)調(diào):“氫是安全的能源?!彼硎?,目前已有整套的氫安全傳感及執(zhí)行裝置,可及時(shí)測(cè)定氫氣的泄漏并采取措施,將事故消滅在萌芽狀態(tài),保證氫氣使用安全。
氫能產(chǎn)業(yè)鏈通常由制氫、儲(chǔ)運(yùn)和應(yīng)用組成,其中制氫是產(chǎn)業(yè)鏈的第一環(huán)。目前,主流的制氫工藝主要有煤制氫、天然氣制氫、石油制氫和可再生能源制氫等。
煤制氫技術(shù)包括煤的焦化制氫和氣化制氫兩種,后者更加主流。煤氣化制氫,即用氣化技術(shù)將煤炭轉(zhuǎn)化為氣態(tài)產(chǎn)物,經(jīng)分離處理提取高純度的氫氣。
中國(guó)科學(xué)院院士衣寶廉在評(píng)價(jià)煤制氫技術(shù)時(shí)稱,煤制氫,特別是劣質(zhì)煤制氫,可以說(shuō)是把最臟的資源變成了最干凈的燃料,實(shí)現(xiàn)清潔利用。
《中國(guó)煤制氫年度報(bào)告2018》的數(shù)據(jù)顯示,2010年至今,全國(guó)新建大型煉廠煤/石油焦制氫項(xiàng)目六套,煤制氫的總規(guī)模約為80.5萬(wàn)標(biāo)立方米/小時(shí)。另有15個(gè)擬在建煉化一體化項(xiàng)目,其中11個(gè)確定采用煤氣化制氫工藝。2016年,煤制氫產(chǎn)量已達(dá)1700萬(wàn)-1800萬(wàn)噸。
天然氣制氫的流程則較為復(fù)雜,主要包括合成氣制備、水煤氣轉(zhuǎn)化、二氧化碳分離和一氧化碳精脫除等環(huán)節(jié),具有儲(chǔ)氫容量高、適用地域范圍廣、適合大規(guī)模制氫等優(yōu)點(diǎn)。
作為三大化石能源之一,天然氣的主要成分為甲烷,是各類化合物中氫原子質(zhì)量占比最大的化合物,儲(chǔ)氫量為25%。
根據(jù)ShellGlobalSolution機(jī)構(gòu)對(duì)全球煉油行業(yè)制氫成本的分析,在現(xiàn)有技術(shù)條件下,當(dāng)國(guó)際油價(jià)位于377.39美元/立方米以下時(shí),天然氣制氫在經(jīng)濟(jì)性上更具優(yōu)勢(shì);當(dāng)國(guó)際油價(jià)高于503.19美元/立方米時(shí),煤制氫的成本優(yōu)勢(shì)則會(huì)隨著原油價(jià)格的上升而更加凸顯。
在可再生能源中,風(fēng)能、海洋能需要先發(fā)電,再通過(guò)電解水制氫,太陽(yáng)能和生物質(zhì)能則可以直接制氫或電解水制氫。電解水制氫,即在充滿氫氧化鉀或氫氧化鈉的電解槽中導(dǎo)入直流電,使水分子分解為氫氣和氧氣。
作為世界制氫第一大國(guó),現(xiàn)階段,中國(guó)制氫主要依靠化石能源。毛宗強(qiáng)據(jù)《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒2017》估算,2016年,中國(guó)煤炭和天然氣制氫的理論產(chǎn)能為3.3萬(wàn)億立方米,折合2.9億噸。氯堿、甲醇和合成氨的副產(chǎn)氫氣以及棄電制氫理論產(chǎn)氫1716億立方米,折合1532萬(wàn)噸,可滿足約8600萬(wàn)輛燃料電池小轎車一年的用氫量。
目前,氫氣和液氫仍被列在危險(xiǎn)化學(xué)品目錄中,需要按照危化品的管理辦法進(jìn)行使用。對(duì)此,業(yè)內(nèi)專家建議,需強(qiáng)調(diào)氫的能源屬性。
全國(guó)政協(xié)副主席、中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席萬(wàn)鋼日前表示,應(yīng)進(jìn)一步完善標(biāo)準(zhǔn)體系,明確氫氣作為清潔能源、零碳能源的定義,明確加氫站和加氫站合建站的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
聯(lián)合國(guó)開發(fā)計(jì)劃署(UNDP)駐華代表處能源與環(huán)境處項(xiàng)目主任張衛(wèi)東在此前氫能宣傳活動(dòng)上表示,如果政策將氫從危化品變成能源,儲(chǔ)氫、運(yùn)氫和加氫方面的限制能得到有效解決?!爸灰褮涞奈;访弊诱赡茉矗磺袉栴}都迎刃而解?!彼f(shuō)。
萬(wàn)鋼也強(qiáng)調(diào),安全永遠(yuǎn)是第一位的,具有一票否定的地位。中國(guó)在加快發(fā)展氫能的同時(shí),也應(yīng)形成一套加氫、氫能以及燃料電池安全運(yùn)行的和監(jiān)控的機(jī)制。