氢气做燃料会比汽油安全吗

2018-12-28      2492 次浏览

新能源汽车在国家的扶持下,在我国发展迅速,越来越多的新能源汽车投入应用。今年10月,福田欧辉首批12米氢燃料电池城市客车亮相,又一次将关于氢燃料电池客车的讨论推上各大媒体热门,同时也引来了许多人士对其安全性的质疑。那么,氢燃料电池客车的安全性究竟如何?氢燃料电池客车载客运行真的稳定吗?氢燃料电池客车可以大力普及吗?


根据工信部合格证产量统计,2018年1-5月我国氢燃料电池客车产量为173辆,同比2017年的10辆增长1630%,在2018年1-7月共7批《新能源汽车推广应用推荐车目录》中,有26款燃料电池商用车进入目录,其中燃料电池客车有22款,占比为85%。


由此可见氢燃料电池客车是占据优势地位的,但是氢气安全性问题的研究与设计仍然还是人们关注的重点。


长期以来,由于对氢能缺乏足够的了解,普通大众,包括一些政府管理部门的相关人士对氢燃料电池汽车的安全问题仍存有疑虑。


一家国内大型生产氢燃料电池企业负责宣传的工作人员透露,每次在负责接待前来参观考察的人士时,被问得最多的问题就是“氢燃料电池安全吗?”其中不乏政府相关部门人士。这说明,一方面值得称道的是公众具有非常强的安全意识;另一方面令人担忧的是公众对氢能和氢燃料电池的安全性并不了解,对氢燃料电池汽车还存有误解。


而带来这种误解的原因主要还是因为氢气的特性:


1.氢气是自然界最轻的分子,且扩散性十分强,具有更大的浮力,如果发生泄漏氢气会迅速扩散。


2.氢气是一种易燃气体,在空气中,氢气的燃烧范围很宽,当氢体积比浓度为4%~75%时都能燃烧。


3.氢脆:氢在进入金属后,局部氢浓度达到饱和后还引起金属塑性下降、诱发裂纹或断裂的现象。


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。与汽油相比,氢的扩散系数是汽油的12倍,且汽油密度远低于空气。但正因如此,即使发生爆炸,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。


而针对氢气易燃易爆的特性,目前燃料汽车方面的解决方案主要针对车载高压气态储氢安全防护系统。


1.是过温报警。储氢瓶上安装的温度传感器用来检测瓶内气体温度,传感器将温度信号发送到驾驶室仪表盘上,从而判断瓶内氢气是否超温。


2.是起火防护。当储氢瓶处于起火环境中时,温度传感器和压力传感器会检测到瓶内气体温度和压力的异常并切断氢气供应。同时,瓶阀上安装有压力泄放装置。


3.是过压保护。当储氢瓶中氢气压力过高时,能通过压力泄放装置自动泄压,保证储氢瓶在安全的工作压力范围之内。


4.是过流保护。当供氢管道断裂,溢流阀开启,进行过流保护,截断气体泄漏。


5.是氢气泄漏监控。储氢瓶电磁阀与氢气泄漏报警系统联动,当泄漏氢气浓度达到保护值时将自动关闭,从而切断氢气供应。


这是阀门控制与整车控制技术的进步。


针对氢脆现象,即氢气和金属反应腐蚀的问题,分子颗粒很小的氢分子会溢出,现在已经由于内部涂层和加工工艺的进步得到了改良:如福田欧辉新能源汽车的氢瓶采用碳纤维缠绕的铝内胆材质改良了氢脆问题,同时重量轻,单位重量储氢密度高。管道和阀门采用316不锈钢材质,因为316不锈钢在室温下具有较好的抗氢脆性能。这是瓶体和管道技术的进步。


综上所述,氢燃料电池客车并没有许多人士想象的那么危险,反而相比传统客车更加安全。


而再看近两年,国家相关部委密集出台政策,大力支持燃料电池汽车发展。《国家创新驱动发展战略纲要》、《“十三五”交通领域国家科技创新专项规划》等纷纷将发展氢能和燃料电池技术列为重点任务。


如氢燃料电池汽车,国内燃料电池客车规模已超过2000辆,正运营加氢站共12座,在建加氢站共19座。


科学完整的制氢、储氢、运氢体系技术已基本构建,氢能的安全性得到了保障。谈“氢”色变的时代已经过去了,甚至氢气相较于其他能源来说,反而更安全一些。我们应该正视氢燃料电池客车的安全性,用科学的态度对待每一次技术的进步,让氢燃料电池客车成为绿色环保出行领域的主力军。

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