鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1411次 | 2021年10月29日
兩起事故,氫燃料動(dòng)力電池安全引關(guān)注
繼2019年五月二十三日夜間,位于韓國(guó)江原道江陵市的一個(gè)氫燃料儲(chǔ)存罐發(fā)生爆炸事故,截至目前共導(dǎo)致2人死亡,另有6人出現(xiàn)輕重程度不同的受傷后。
2019年六月十日,挪威一家氫燃料動(dòng)力鋰電池汽車(FCV)加氫站發(fā)生了爆炸,導(dǎo)致該地區(qū)氫燃料供給中斷。爆炸無(wú)直接傷亡,事故發(fā)生的具體原因尚不清楚,仍需進(jìn)一步調(diào)查。與此同時(shí),Nel公司也暫時(shí)停止在挪威、丹麥等國(guó)家的氫燃料供給業(yè)務(wù)。
事故現(xiàn)場(chǎng)
機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)前氫能源依舊處于發(fā)展的起步期,截至到2017年底,全球正在運(yùn)營(yíng)的加氫站共有328座,其中,139座位于歐洲,119座位于亞洲,68座位于北美,南美1座,澳大利亞1座,相比于數(shù)量眾多的加油站,以及國(guó)內(nèi)多達(dá)30萬(wàn)的充電樁(2018年數(shù)據(jù)),加氫站仍處于發(fā)展初期,盡管行業(yè)內(nèi)部的量化風(fēng)險(xiǎn)分析(QRA)研究已為加氫站的設(shè)計(jì)供應(yīng)了科學(xué)依據(jù),但氫泄露/擴(kuò)散/火災(zāi)/爆炸的基礎(chǔ)模型仍要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與完善,同時(shí)工藝系統(tǒng)部件的失效概率也要實(shí)踐積累。
新事物初期階段的突發(fā)事件不宜過(guò)分解讀。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
以Tesla的自燃事件為例,每次自燃事件均引起輿論有關(guān)電動(dòng)汽車是否安全的廣泛討論,但根據(jù)美國(guó)消防協(xié)會(huì)(NFPA)以及美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局(NHTSA)數(shù)據(jù)顯示,燃油車的自燃率的可能性為電動(dòng)汽車的五倍。而氫能源在安全性上優(yōu)勢(shì)明顯,由于氫氣具有很高的擴(kuò)散系數(shù)以及浮力,泄露時(shí)濃度會(huì)迅速降低,假如發(fā)生爆炸,氫氣的爆炸能量是常見(jiàn)燃?xì)庾畹偷模詥挝惑w積的爆炸能比較,氫氣爆炸能僅為汽油氣的1/22。從加氫站與加油站的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)看,以設(shè)備與周邊重要公共建筑距離為例,氫氣設(shè)備的安裝距離必須要超過(guò)50米,而汽油設(shè)備的安裝距離在35-50米,國(guó)內(nèi)加氫站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)顯著高于加油站。我們認(rèn)為挪威爆炸事件后,加氫站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)預(yù)計(jì)會(huì)更加嚴(yán)格,從而促使行業(yè)健康發(fā)展。
此前,2019年一月,韓國(guó)總統(tǒng)文在寅表示,韓國(guó)政府將針對(duì)氫燃料汽車及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展全力供應(yīng)支持與幫助,并正式公布“激活氫燃料經(jīng)濟(jì)路線圖”,提出截至2040年,韓國(guó)汽車行業(yè)共生產(chǎn)并普及620萬(wàn)輛氫燃料汽車,為此韓國(guó)將共設(shè)置1200個(gè)氫燃料加氣站,并滿足每年526萬(wàn)噸的供氣水平。
今年五月份韓國(guó)加氫站事故后,韓國(guó)專家認(rèn)為,韓國(guó)天然氣安全工程或國(guó)立科學(xué)搜查研究院的調(diào)查結(jié)果出來(lái)才能查明爆炸原因,但其立場(chǎng)是氫氣罐安全裝置未啟動(dòng)、容器焊接不良、氫注入不好等原因。
專家們認(rèn)為氫氣罐的安全裝置未啟動(dòng),因此氣罐內(nèi)部壓力有問(wèn)題。事故發(fā)生的儲(chǔ)氣罐被稱為10bar壓力容器。壓力超過(guò)10bar的話,安全閥就會(huì)開(kāi)啟。一位業(yè)界專家表示:“活動(dòng)開(kāi)啟,氣體泄漏,調(diào)節(jié)內(nèi)部壓力,這可能不會(huì)動(dòng)?!?/p>
假如容器內(nèi)部壓力提高到容許值以上,無(wú)法調(diào)節(jié),最弱的部位是焊接的新部位。隨著儲(chǔ)氣罐內(nèi)部壓力加大,焊接部位有可能導(dǎo)致高壓氫氣泄漏。在發(fā)生事故的容器中,要確認(rèn)對(duì)整個(gè)焊接部位進(jìn)行非破壞檢查?!笔┬袎毫θ萜骱附訖z查的地方是韓國(guó)天然氣安全工程。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
在注入氫氣的過(guò)程中,職員的注入也可能是問(wèn)題。
一般LPG氣體只有4——5bar,高一點(diǎn)才能用10bar左右壓力。CNG(壓縮天然氣)容器的壓力是200bar,氫容器的壓力是700bar。一位業(yè)界相關(guān)人士表示:“假如是10bar容器的話,就不會(huì)進(jìn)氫,但在現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法判斷。”
爆炸引起火柱,但并未引發(fā)火災(zāi)。原因在于氫比空氣輕14倍,在空氣中迅速擴(kuò)散,周圍沒(méi)有易燃物,因此不會(huì)輕易火災(zāi)。
該事件是韓國(guó)國(guó)內(nèi)首次發(fā)生的涉及氫氣的爆炸事故,也是近年來(lái)全球首次發(fā)生在氫氣制取儲(chǔ)存過(guò)程中的爆炸事故。
韓國(guó)產(chǎn)業(yè)通商資源部相關(guān)人士強(qiáng)調(diào),本次事件是“在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程所出現(xiàn)的不幸,在加氫站的普及過(guò)程中,由于技術(shù)原理的不同,出現(xiàn)類似的事故概率極小。”
韓國(guó)氫能聯(lián)盟秘書長(zhǎng)表示:“這是世界上一次不尋常的事故,要找出原因并不容易?!?/p>
漢陽(yáng)大學(xué)化學(xué)工程系教授接受采訪時(shí)談到:到目前為止,該事件被視為工業(yè)氫氣壓力儲(chǔ)罐的壓力爆炸。爆炸沒(méi)有發(fā)生火災(zāi),壓力爆炸與燃燒爆炸有所不同。在沒(méi)有發(fā)生火焰的狀態(tài)下,存在由于安全容器和相關(guān)安全設(shè)備的故障導(dǎo)致壓力突然新增引發(fā)容器發(fā)生物理爆炸的可能性。
爆炸儲(chǔ)氫罐與車載儲(chǔ)氫罐不是同一類
氫氣罐還可以安裝在氫電車內(nèi)部和氫充電站。進(jìn)入氫電車的儲(chǔ)氫罐與這次爆炸事故的高壓容器完全不同。
這次事故發(fā)生的高壓容器是利用太陽(yáng)光的氫燃料動(dòng)力鋰電池生產(chǎn)電池的過(guò)程中為了收集氫的容器。業(yè)界相關(guān)人士表示:“事故是緩沖容器,而不是因?yàn)闅錃獗?,即使放了其他煤氣,假如給壓力的話,就會(huì)爆炸的壓力容器”,“現(xiàn)在不了解氫是否影響?!?/p>
相反,進(jìn)入汽車的儲(chǔ)氫罐因不著火的“碳素纖維”在水心700米高壓中也能忍受,受到很大的沖擊也不會(huì)爆炸,儲(chǔ)氫罐撕裂,氫氣只能從外部泄露。
另外,在加氫站站使用的容器和焊接沒(méi)有音調(diào),與這次事故的高壓容器不同。加氫站儲(chǔ)氫容器是韓國(guó)日元,美國(guó)彼瓦技術(shù)等。
“我們正在尋找內(nèi)部原因,因?yàn)闆](méi)有外部影響,”一位現(xiàn)場(chǎng)官員說(shuō),“我們將研究氫氣管理系統(tǒng)是否存在問(wèn)題?!备笔虚L(zhǎng)張錫澤在今天上午的一次簡(jiǎn)報(bào)中也說(shuō),“我看到?jīng)]有外部沖擊,它似乎已經(jīng)因內(nèi)部壓力而爆炸?!?/p>
根據(jù)精密測(cè)試的結(jié)果,聯(lián)合檢查組計(jì)劃在下周進(jìn)行第二次測(cè)試。聯(lián)合檢查組調(diào)查了氫氣罐,罐體的碎片,罐體與系統(tǒng)之間的連接環(huán)節(jié)。目前事故原因仍在調(diào)查中。