燃料電池行業投資報告:氫氣作為工業氣體已有很長使用歷史

2020-11-22 中投顧問

   氫氣的安全性是燃料電池產業發展不可迴避的問題,本文從氫氣的特性、 儲運過程、 燃料電池車輛的安全設計、事故和極端情況下的車輛安全、加氫設施的安全規範這5個角度來全面分析氫氣的使用安全問題。通過詳盡的分析力爭解決大家對氫氣安全性的顧慮,闡述我們認為氫氣在能源領域的應用安全性足以媲美傳統燃料和鋰電池的原因。

  氫氣不易形成可爆炸的氣霧,且其洩露能量和爆炸當量較低。

  氫氣的擴散速度是天然氣的3.8倍,但洩露能量僅約為天然氣的40%;

  氫氣具有最大的浮力和擴散性,洩漏的氫氣將會很快上升並向各個方向快速擴散,使得濃度難以達到爆炸所需濃度;

  氫氣的爆炸能量是常見燃氣中最低的,僅為汽油氣的1/22;

  目前燃料電池車用的儲氫瓶都選用鋁內膽碳纖維纏繞, 並且燃料運輸管道大多採用316不鏽鋼材質,可避免氫脆產生的安全風險。

  氫氣作為工業氣體已有很長的使用歷史,安全規範完整,有標準的操作規程。 現階段是以氫氣長管拖車為儲運氫氣的主流方式,從氫氣的充裝到運輸,都配有完善的安全裝置和詳細的操作規範,有效降低儲運危險性。

  燃料電池車輛的設計也考慮了氫氣安全性。

  車載供氫系統: 從技術設計與材料選用兩方面下手,實現用氫安全多重保障。 通過完整的安全輔助裝置實施良好的過溫過壓保護,並選擇合適的材料以及保護結構建立全套儲氫系統;

  燃料電池整車: 嚴格的出廠測試與密切的氫氣監控體系確保運行安全。

  面對事故和極端試驗環境,車輛依然保有良好的安全性能。 以豐田提供的案例, 無論是子彈貫穿還是洩漏點火,車載儲氫瓶都沒有出現炸裂或者爆炸現象發生。並且由於氫氣的強擴散性,即使在相對密閉的地下停車場或者隧道,氫氣洩漏也較難引起爆炸事故。

  加氫基礎設施已有相關技術規範,行業標準體系正在加快健全。 加氫站作為構建未來燃料電池汽車網絡的重要環節,包括我國在內已有多國出臺了相應的安全設計規範, 只要遵循設計規範操作,安全性可以得到有效保障。

  綜合以上,我們認為氫氣作為新興能源其安全應用已經十分成熟。現有的燃料電池車輛安全設計可以有效地解決氫氣洩漏問題,並降低汽車劇烈碰撞等各種場合下發生氫氣爆炸的可能。 與燃油車和鋰電池車相比,燃料電池車的安全係數完全不低。

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