中化新网讯“氢能要实现高质量发展，离不开3个关键点：经济、安全、方便。其中，安全是重要的前提。”中国工程院院士张来斌在日前召开的2024氢能产业高质量发展大会上表示，氢能产业链长，基础设施关键零部件较多、系统复杂、用材特殊、加工工艺要求严苛，我国相关领域核心技术和设备自主化程度不足，需要创新型安全保障理论与技术作为长期支撑和引领。
张来斌指出，氢能安全技术研究基础相对薄弱，目前主要集中在氢燃料电池、氢行为、涉氢设备的材料相容性等基础领域，氢制取、纯氢/掺氢储运及使用终端等领域的研究深度明显不足。
“针对氢能全生命周期安全运维与风险管控，微观上要明确制—储—运—用等氢损伤行为机理，宏观上要加速构建氢产业链评估—故障监测—早期预警的安全保障技术框架。”张来斌说。
张来斌进一步分析了氢能在制取、储运、应用等方面安全研究的重难点。
在制取方面，目前最具前景的碱性水电解槽制氢技术的安全性还有待研究和验证。一是由于气体扩散和电解质循环，阳极和阴极产生的氢和氧会混合在一起，而混合爆炸性气体将严重威胁系统安全运行；二是不均匀的水分布会导致电流在电解槽中分布不均匀，存在电极腐蚀、热量聚集等风险，这都急需开展本质安全设计，建立完善的制氢过程风险控制系统。
在存储方面，因氢的点火能量很低，一般的摩擦、撞击、明火都可以点燃氢气与空气混合物。因此在存储过程中存在由内胆腐蚀及疲劳、液氨保温层破坏、高压氢环境而引起爆炸、泄漏等安全风险。相关方要加强氢与储氢材料之间的相容性试验，并建立适用于我国国产装备的氢气存储设施安全及完整性评估标准。
在输运方面，为保障氢气大量、稳定、持续、远距离供应，管道运输是最优选择。天然气管道掺氢运输被认为是未来氢能管道运输的主要方式，但目前在管道相容性、掺氢比、氢气纯度等方面还存在一定技术局限和安全问题。可以说，氢能管道运输完整性管理迫在眉睫，同时需要氢事故动态风险评估方法、氢能管道运输多维度风险分类标准以及有效的事故缓解方法和应急响应机制。
在用能终端方面，主要面临安全可靠性测试方法缺乏、关键零部件维修难、稳定燃烧难、研发成本高4方面难题。相关单位可通过检测燃料电池电动车（FCEV）与加氢站设备设施运维数据，结合人工智能和大数据，开发故障智能诊断技术，研发用能终端全方位智能快速诊断系统，以实现氢能供应基础设施的健康检测、设备全生命周期健康评估、故障预警实时提示等。另外，此环节安全保障的核心技术、标准体系、应急机制都还有待进一步完善和加强。
中化新网讯“氢能要实现高质量发展，离不开3个关键点：经济、安全、方便。其中，安全是重要的前提。”中国工程院院士张来斌在日前召开的2024氢能产业高质量发展大会上表示，氢能产业链长，基础设施关键零部件较多、系统复杂、用材特殊、加工工艺要求严苛，我国相关领域核心技术和设备自主化程度不足，需要创新型安全保障理论与技术作为长期支撑和引领。
张来斌指出，氢能安全技术研究基础相对薄弱，目前主要集中在氢燃料电池、氢行为、涉氢设备的材料相容性等基础领域，氢制取、纯氢/掺氢储运及使用终端等领域的研究深度明显不足。
“针对氢能全生命周期安全运维与风险管控，微观上要明确制—储—运—用等氢损伤行为机理，宏观上要加速构建氢产业链评估—故障监测—早期预警的安全保障技术框架。”张来斌说。
张来斌进一步分析了氢能在制取、储运、应用等方面安全研究的重难点。
在制取方面，目前最具前景的碱性水电解槽制氢技术的安全性还有待研究和验证。一是由于气体扩散和电解质循环，阳极和阴极产生的氢和氧会混合在一起，而混合爆炸性气体将严重威胁系统安全运行；二是不均匀的水分布会导致电流在电解槽中分布不均匀，存在电极腐蚀、热量聚集等风险，这都急需开展本质安全设计，建立完善的制氢过程风险控制系统。
在存储方面，因氢的点火能量很低，一般的摩擦、撞击、明火都可以点燃氢气与空气混合物。因此在存储过程中存在由内胆腐蚀及疲劳、液氨保温层破坏、高压氢环境而引起爆炸、泄漏等安全风险。相关方要加强氢与储氢材料之间的相容性试验，并建立适用于我国国产装备的氢气存储设施安全及完整性评估标准。
在输运方面，为保障氢气大量、稳定、持续、远距离供应，管道运输是最优选择。天然气管道掺氢运输被认为是未来氢能管道运输的主要方式，但目前在管道相容性、掺氢比、氢气纯度等方面还存在一定技术局限和安全问题。可以说，氢能管道运输完整性管理迫在眉睫，同时需要氢事故动态风险评估方法、氢能管道运输多维度风险分类标准以及有效的事故缓解方法和应急响应机制。
在用能终端方面，主要面临安全可靠性测试方法缺乏、关键零部件维修难、稳定燃烧难、研发成本高4方面难题。相关单位可通过检测燃料电池电动车（FCEV）与加氢站设备设施运维数据，结合人工智能和大数据，开发故障智能诊断技术，研发用能终端全方位智能快速诊断系统，以实现氢能供应基础设施的健康检测、设备全生命周期健康评估、故障预警实时提示等。另外，此环节安全保障的核心技术、标准体系、应急机制都还有待进一步完善和加强。
