挪威加氫站爆炸、加州儲氫罐爆炸、韓國江原道氫氣罐爆炸、蘇州裝在汽車內的氫氣瓶爆炸……相較于續航里程、動力不足的問題，燃料電池汽車用戶真正的焦慮點是安全隱患！

近日，由氫能觀察主辦的CHEC2021世紀氫能與燃料電池產業大會上，中國運載火箭技術研究院十五所研究員靳殷實向與會嘉賓分享了其在燃料電池汽車安全和標準等方面的思考。


靳殷實首先指出，隨著燃料電池汽車產業的發展和燃料電池汽車保有量的增加，安全問題將會愈發突出地反映出來。僅在2018，國內燃料電池汽車起火事件便達40余起。相較于里程焦慮、充電焦慮、低溫焦慮，燃料電池車主更焦慮的是安全。

具體分析燃料電池汽車的危險源主要是易燃性、爆炸性、泄露性、擴散性、氫脆（氫氣與金屬材料長期接觸或進行特定工藝過程時，金屬材料發生了氫滲透或者吸氫現象，并使材料的機械性能發生了嚴重退化，進而發生脆斷）和不易察覺性。目前，車輛氫氣充裝系統的安全保障措施主要是在氫氣充上設置氫氣超壓泄壓安全閥，避免氫氣充裝系統發生超壓事故，進行超壓保護；在氫氣上設置氫氣回流閥，進行回流保護；在充裝排上設置氫氣放空管道，避免形成爆炸性混合氣體，進行放空保護。


關于氫氣瓶的設計，靳殷實表示，儲氫瓶材料一般選擇采用鋁合金內膽碳纖維纏繞的高壓儲氫瓶，其重量輕，單位儲氫密度高，具有優良的韌性和抗撞擊性能。在儲氫罐保護方面，一般采用整體式設計，整個框架通過3根橫梁和2根縱梁將氫氣集成到一個框架總成，確保在碰撞時，高壓儲氫罐的動態位移不會太大，避免其斷裂。氫系統管路大多采用316不銹鋼材質的管路，其在氫氣中的拉伸性能、疲勞性和勞裂紋擴展性能出眾，具有較好的抗氫脆性能。車用儲氫氣瓶中,纖維纏繞高壓氫氣瓶所具有的承壓能力高、質量輕、耐腐蝕性強、比強度和比剛度高等優良性能成為國內外研究的熱點。

加氫站是構建未來燃料電池汽車網絡的重要環節，加氫站的安全設計需要根據加氫站設備組成和加氫模式建立健全相應的技術規范。目前，世界上已經有10多個國家制定了加氫站法規，包括日本、美國、英國等。我國也于2010年頒布了《加氫站技術規范》（GB50516-2010)，其中的標準和要求等主要參考了制氫站的標準，結合原有的《建筑設計防火規范》，共同對國內加氫站建設起到了指導作用。

如何保證燃料電池汽車的安全？靳殷實認為，完善法規和標準，依法設計、依法制造、依法運營是關鍵。目前，我國已制定實施車載氫系統相關（現行5個）、燃料電池相關（現行27個、即將實施4個）、車用燃料電池系統相關（現行5個）等多項標準。除標準保障外，提高民眾安全意識，普及氫能源知識同樣重要。靳殷實表示，氫氣是易燃易爆危險品。氫氣輕，擴散速度快，向周圍的擴散速度比天然氣快3.8倍，這就意味著，如果氫氣發生擴散，它將快速擴散成不可燃濃度。要令氫氣產生火災危害性，首先需要使其被限制在狹小的空間內。在工程設計中，需要使用氫氣的結構將會考慮到氫氣的這些特性，一旦出現意想不到的氫氣泄漏的情況，這些設計將幫助氫氣擴散并遠離使用人員。

然而，考慮到氫氣是向上揮發的氣體，氫氣在室內發生泄漏后會暫時聚集在天花板處，最終轉移到角落。基于這些原因，工業領域通常使用氫氣感測器來幫助檢測氫氣泄漏。幾十年來，氫氣感測器保持了極高的安全記錄。


燃料電池汽車是安全的！靳殷實表示，雖然氫氣有一定的危險性，但是燃料電池汽車設計、制造、運營管理的各個方面都有著嚴格的法規和標準要求。他相信，未來燃料電池將快速發展，在給市民提供出行便利的同時，也將為“碳達峰 碳中和”目標做出更大的貢獻。

（本文根據嘉賓演講內容整理，未經嘉賓審核）