氢能产业站上风口

12月13日，云南省安宁市政府新闻办公室发布通报，当日9时许，安宁市草铺街道云南石化生产区渣油加氢装置处起火。截至目前，现场明火已被扑灭，事故造成4人受轻微伤，未对周边大气、水土造成影响。

这一偶发事件再度引发了舆论对氢能源安全性的热议。

在人们的传统印象中，氢气危险系数较高，毕竟氢气球爆炸、储氢罐爆炸等事故让许多人谈氢色变。正因如此，氢燃料电池汽车也被贴上了是一枚装在轮子上的“氢弹”标签。

但事实真是如此吗？

氢能源比汽油安全

事实证明，自2014年氢燃料电池汽车上市以来，至今并未发生因氢气泄漏而引发的事故。为什么？业内专家普遍认为，只要管理到位，氢气并不比汽油更危险，甚至比汽油更安全。

固然，氢气是易燃易爆品，有一定的可燃范围和爆炸范围，无色无味，人们凭感官也无法发觉氢气的泄漏，但氢气并非不可捉摸，其安全风险是可控的。氢气爆炸极限是体积密度达到4.0%～75%，即氢气在空气中的体积浓度在4.0%～75%之间时，遇火源就会爆炸，而当氢气浓度小于4.0%或大于75%时，即使遇到火源，也不会爆炸。

通常情况下，氢的密度仅为空气的7%（一个标准大气压、0℃的条件下，氢气的密度为0.0899g/L），与汽油、丙烷和天然气相比，具有更大的浮力（快速上升）、扩散性（横向移动）和快速挥发性。空气中很难聚集高浓度的氢，如果发生泄漏，氢气会迅速扩散，特别是在开放环境中，很容易快速逃逸，而不像汽油挥发后滞留在空气中不易疏散。

有专业人士做过一个著名的试验，两辆汽车分别用氢气和汽油作燃料，然后进行泄漏点火试验。点火3秒后，高压氢气产生的火焰直喷上方，汽油则从汽车的下部着火；到1分钟时，用氢气作为燃料的汽车只有漏出的氢气在燃烧，汽车没有大问题，而汽油车则早已成为大火球，完全烧光。所以与普通汽油车相比，氢气易挥发的特点更有利于汽车的安全。

值得一提的是，在燃料电池中，空气和氢气不会直接接触，而是通过正负极分别发生还原和氧化反应，完成氢气的“燃烧”。通过这种方式，不仅可以避免空气和氢气的接触燃烧，保证氢气的使用安全，还能直接将化学能转化为电能，提高能源转换效率。

虽然氢燃料电池避免了氢气和空气的直接接触，但是对于有着很大碰撞风险的汽车来说，氢燃料电池汽车上的高压氢气瓶仿佛一个潜在的“炸弹”，氢燃料电池汽车的安全是否能够得到保障呢？

对此，日本某燃料电池研究所曾做过氢燃料汽车和汽油车爆炸的对比试验。通过用枪射击高压氢气罐来测试，结论是由于氢气的密度非常低，从燃料罐溢出之后迅速上升扩散，着火后火势持续向上，乘客车厢与氢气燃料电池发动机隔离，火势过后汽车本身完好无损，也没有发生爆炸，乘客也未受到危险，而汽油车油箱被击中后整辆车直接爆炸报废。

此外，氢燃料电池汽车所用的高压氢气瓶采用纤维缠绕复合材料来保障罐体的强度和刚度。据了解，单位重量的碳纤维复合材料的强度是钢材的6倍，其刚度是钢材的4倍。因此，碳纤维复合材料比钢材更轻、更可靠。在1.8米的落差测试实验中，高压氢气瓶并没有受到损坏。同时在枪击和碰撞试验后，高压氢气瓶仅仅是喷射出了所有的氢气，而氢气则快速地扩散到了空气中，也并未发生爆炸。

不仅如此，在氢燃料电池汽车上还安装了多个传感器，用于高压氢气瓶、供氢系统和燃料电池堆上任何氢泄漏的实时监测。如果检测到氢泄漏，无论是在标准操作过程中，还是在外部冲击下，供氢系统一旦被破坏，司机的仪表盘就会发出警告显示。

在氢燃料电池汽车中还有一个安全系统，在这时也会被触发，从而关闭高压氢气瓶的阀门，防止氢气从罐中喷出。如果发生火灾导致氢气瓶周围的温度升得过高，安全系统还设置了最后一重保护，强制将氢气从燃料箱排到大气中，从而避免全车被焚化的悲剧。

氢燃料电池优于锂电池

今年初，国家电网温州供电公司联合近零碳能源数智技术实验室，经过大半年的探索和攻坚，终于成功研发出第一款以氢燃料电池为发电装置、氢气为能源的多旋翼无人机——“氢霆”。“氢霆”无人机的续航时间可以达到2个多小时，约是锂电池多旋翼无人机的4倍。氢燃料电池寿命在2000小时以上，约是锂电池的20倍，经济方面也更占优势。氢燃料电池中没有重金属污染物，电池报废后，其中的双极板、催化剂等材料能回收再利用，更加环保。经试验检测，“氢霆”无人机在100米高空坠落到地面时，不会发生燃烧和爆炸，安全性能也大幅提升。

据了解，在“氢霆”无人机中，氢气在燃料电池中并不燃烧，通过铂碳催化剂的作用，氢气与氧气结合直接转化为电能，生成物只有水，是一种完全清洁无碳的发电方式。

2019年寒冬，在内蒙古牙克石高寒地区，北汽福田12米氢燃料电池大巴车在大雪覆盖的道路上行驶。经过测试，车辆在低于零下25℃环境下静置72小时后，整车动力电池系统平均加热速率达到每分钟5℃。2020年同期，气温环境较一致的条件下，加热速率达到每分钟7.2℃。

负责“氢燃料客车安全出行保障测试技术研究”的北京市产品质量监督检验院研发主任胡芳芳表示：“通过2019与2020年持续两个冬季的检测与评估显示，氢燃料电池汽车低温性能非常可靠，续驶里程明显优于纯电动汽车。”

据了解，北京冬奥会期间，将在延庆赛区和张家口赛区投入700余辆氢燃料大巴车，提供交通服务保障。

对此，业内人士认为，北京冬奥会有望成为中国向世界展示氢能产业发展成果的重要舞台，也是我国氢能源广泛发展的一个重要信号。

央企扎堆布局氢能

事实上，正是因为氢能的风险可控、使用率高，中国当下已经进入氢能发展的黄金时代。

根据中国氢能联盟预计，到2025年，我国氢能产业产值将达到1万亿元，成为引领经济发展的新增长极。发展氢能产业，企业是技术创新和应用推广的主体，而在国内的氢能产业版图中，央企则成为新赛道的领军者。

11月26日，中国能源建设股份有限公司发布公告，拟设立全资子公司中能建氢能源发展有限公司，总投资50亿元，注册地为北京大兴区。早在1月21日，在氢能业务发展工作启动会上，中国能建董事长宋海良就表示，要推动公司上下集中优势与资源，加快培育发展氢能新兴业务，牢牢把握氢能业务发展的新机遇。

12月15日，国家电投氢能公司总经理张银广在氢动力科技与宇通客车氢能大巴接车仪式上表示，氢能公司计划五年内在北京推广3000辆氢燃料电池汽车。此外，12月5日，国家电投氢能公司30万平方米质子交换膜生产线投产。该生产线是国内首条全自主可控质子交换膜生产线，年产量可装备2万辆氢燃料电池汽车。各个环节不依赖国外零部件和技术，实现了氢燃料电池关键零部件的国产化，打破了国内质子交换膜市场被国外厂家长期垄断的局面，也是国家电投氢能公司在氢燃料电池材料级自主化道路上的重大突破。

中国石化董事长马永生曾公开表示，中国石化“十四五”期间发展氢能产业的总体思路是推进加氢站建设及油氢合建站建设，计划在全国规划建设1000座加氢站或油氢合建站；同时大力发展可再生能源制氢，规划累计绿氢产量超百万吨，打造全国最大规模的氢气制备、储运及加注网络；在绿氢炼化领域，促进炼化企业转型脱碳，实现炼化行业绿氢利用规模全国最大。

据国务院国资委资料显示，目前超过三分之一的中央企业已经在制定包括制氢、储氢、加氢、用氢等全产业链布局，取得了一批技术研发和示范应用成果。据统计，包括中石化、中石油、中化集团、宝武集团、国家电网、国家能源集团、华能集团、国家电投集团、三峡集团、东方电气集团、中核集团、中广核集团等纷纷进入氢能领域。

各地纷纷布局氢能

值得一提的是，随着国家碳达峰、碳中和“顶层设计”的落地，氢能产业不断获得国家政策的“加持”。近日，工信部印发的《“十四五”工业绿色发展规划》揭示了氢能六大发展方向，其中提及了加快氢能技术创新和基础设施建设，推动氢能多元化利用；发展氢燃料燃气轮机、超高压氢气压缩机、高效氢燃料电池等新能源装备；推进绿氢炼化等技术的推广应用等。

各地政府也在积极出台氢能产业发展规划，主要聚焦在氢燃料汽车（主要为城市公交大巴车和物流车）的推广、燃料电池核心技术研发、加氢基础设施建设以及氢能示范城区的打造等。据不完全统计，目前已有北京、上海、山东、广东、河南、湖北、河北等20余个省市（区）陆续发布氢产业战略规划，并出台氢能及燃料电池产业相关补贴扶持政策。

8月16日，北京发布《北京市氢能产业发展实施方案（2021-2025年）》提出，以北京冬奥会和冬残奥会重大示范工程为依托，2023年前，培育5-8家具有国际影响力的氢能产业链龙头企业，京津冀区域累计实现产业链产业规模突破500亿元，减少碳排放100万吨。2025年前具备氢能产业规模化推广基础，产业体系、配套基础设施相对完善，培育10-15家具有国际影响力的产业链龙头企业。

《上海市先进制造业发展“十四五”规划》则提出，将建设燃料电池汽车示范应用上海城市群，同时加快加氢站建设。

河南等地也陆续出台氢能地方补贴政策，不仅涉及全产业链，补贴力度也不小。有业内人士透露，氢能顶层设计文件近期有望出台。

从各地对氢能产业的布局也可以描摹出目前我国的氢能产业版图，当前，中国已经初步建成京津冀、长三角、珠三角、华中等氢能产业集群，逐步形成氢能“制、储、运、用”完整的产业链，具备规模化、商业化发展的基础。

业内人士认为，氢能的应用是大势所趋，各地方氢能产业规划或政策陆续落地，希望能在新一轮的产业“风口”上抢占先机，同时为氢能产业发展创造了有利条件，为产业发展加入了新的催化剂。