氢能发展 若没有安全什么都没有

12月18日，依托北京未来科学城氢能技术协同创新平台，北京航天试验技术研究所（航天101所）、北京科技协作中心、中国特种设备检测研究院、中关村华电能源电力产业联盟联合举办的北京氢能装备试验检测推介会在航天101所隆重举行。

试验检测是推动氢能技术自主化和产业发展的重要环节。本次会议旨在开放北京氢能装备试验检测能力，促进氢能领域科技和产业主体协同发展。

会上，中国特种设备检测研究院高级工程师、全国气瓶标准化技术委员会委员陈祖志博士发表了“氢能储运装备检测与试验现状及展望”的主题演讲。

第一元素摘取出陈博士的四个核心观点，以供读者参考：

1、氢能技术路径已走通，我国氢能发展前景很好，但不能冒进发展。

2、全球范围内三起氢能事故给我们提了一个醒，氢能产业的发展下一步务必要更多的关注安全问题。

3、氢循环试验能力的建立，解决了国内相关氢能特种设备的设计定型问题，为新型高压储氢气瓶的研发及安全可靠性评价提供了条件。

4、氢能的发展对于特种设备行业是机遇也是挑战。构建氢能储运装备检测试验能力，需要以科技作为支撑、以标准作为引领来实现高质量发展。

以下为陈祖志演讲全文：

我今天的演讲主题是“氢能储运装备检测与试验现状及展望”，主要分为四个部分的内容。

第一，我对氢能利用的产业发展现状与展望做一个分析。

氢能的现状可以用三个字来形容，那就是“非常热”。虽然很热，但存在很多问题，有很多的工作需要进一步推进。

氢能产业的发展前景，我个人认为还是非常光明的。一方面，氢能的确非常重要，必须要发展；另一方面，目前技术上的路径基本走通，政府也高度重视，所以大家对氢能的发展还是要有信心。

氢能产业发展的速度到底有多快，官方是有预测的。工信部有一个氢能路线图，路线图的规划我认为挺好的，未来发展前景很好，但不会冒进发展。

第二，介绍一下氢能储运装备的质量安全的基本要求。

氢能储运装备是氢能发展必要的基础设施，又可以细分为车载储氢、站用储氢和氢能运输。车载储氢是一个系统，还有储氢罐、安全附件等，储氢罐目前主要采用的是气瓶，气瓶又有一型、二型、三型、四型之分。

站用储氢通常就是加氢站，它的组成部包括多圈缠绕的压容器、储氢瓶组、管道、管道原件、压缩机泵等。

氢能运输一般采用管拖车、管束集装箱、槽车等等，还有一些其他的运输方式，目前大部分在研究当中。

上面提到的这些氢能的储运设备，除泵和压缩机外大多数都是属于特种设备范畴。，特种设备一般按类别和品种来分类监管，特种设备一共有八大类，每一类别又分若干品种，不同品种的设备有不同的要求，主管部门以及归口的标委会也不同。

特种设备的定义是指涉及生命安全、危险性较大的一类特殊的设备氢能储运设备符合类似特性。

氢气易燃易爆，一般通过高压和超低温进行储存，这些设备一旦发生安全事故，将直接威胁到生命财产安全，氢能储运设备的质量是与安全直接相关的，安全性对于整个行业的发展至关重要。

比如8.12天津滨海新区爆炸事故，江苏响水爆炸事故等，这些事故损失惨重、教训深刻，安全问题我们应该始终警钟长鸣。

2019年对氢能行业应该是值得警醒的一年，根据报道，世界氢能行业范围内20天内连续发生了三起加氢站事故，一共造成了2死6伤。

世界上目前一共有300多座加氢站，一部分处于停运状态，一年内出现三起事故，这个比例还是比较高的。

目前特种设备的死亡率为每万台0.36人左右，“十三五”的目标是每万台0.29人，这个数据主要是根据一些大的特种设备来算，1.5亿只气瓶没有算进里面。

这三起事故给我们提了一个醒，氢能产业的发展下一步务必要更多的关注安全问题。

那么这些具有较大危险性的特种设备的安全，到底应该如何去保障？

首先，在管理方面。特种设备由政府进行全过程监管，主要机关包括特种设备安全监察机构和特种设备检验机构，特种设备监察机构设在市场监管局下面，专门监管特种设备的安全。

特种设备检测机构是特种设备安全监察机构的技术支持部门，全国的安全监察机构加上检验机构，大概有几十万从业人员，国家在安全的投入还是很大的。

其次，有一套标准法规体系，作为特种设备的监管依据。这套体系包括五个层次，分别是法律、行政法规、部门规章、安全技术规范和技术标准。五个层次互相支撑，共同保障特种设备的安全。

安全的基本要求是由安全技术规范进行规定的，这个规定是强制性的，而且需要从全过程来进行考虑。

以气瓶为例，我们在识别时可能会发现气瓶发生脆性断裂、疲劳和损伤等情况，下一步设计就需要进行风险评估，针对每种可能的失效模式来采取相应的预防措施。

气瓶设计完之后，还要对每一个新设计的型号进行设计验证，在制造端通过一套质量保证体系来进行严格的质量管控，通过工艺评定进行检验，定期检查。

总体上来说，特种设备主要是通过管理、技术两种手段来保障安全。实践证明，这套目前已经形成的体系非常有效。

第三，介绍一下氢能储存设备检测与试验的技术和标准方面的一些情况。

对特种设备来讲，检测和试验在保证产品的质量安全中发挥了重要的作用。

一方面，通过检测和试验来验证设备的复合性，评价产品的安全性能，保证产品的质量；另一方面，通过检测试验发现使用过程中的问题，保证设备在全生命周期中都能够可靠安全的使用。

标准法规是检测和试验的依据。气瓶有气瓶安全监察规定，针对不同环节有不同的安全技术规范，其中最重要的是气瓶安全技术监测规程。

该规范对气瓶的材料、设计、制造、附件、充装、定期检验等作出了强制性的规定；除此之外，还有气瓶制造的监督检验规程，该规程对监督检验的项目内容、方法、程序、报告等做了规定。

接下来是技术标准。负责技术标准的主要全国氢能标准化技术委员会、全国汽车标准化委员会、全国锅炉压力容器标准化委员会以及燃料电池技术标准委员会，三家机构在氢能标准体系的建设中做了大量的工作，在标准中包含了氢能储运装备的检验检测。

全国气瓶标准化技术委员主要负责储氢瓶、安全试验等方面的标准制定，全国锅炉压力容器标准化委员会主要负责储氢容器等标准的制定。几家委员会的标准体系都是按照从基础到材料，再到设计制造的全生命周期来建立的。

目前氢能储运装备检测试验的标准体系可能还不完善，还需要针对氢能储运设备一些具体的要求进行修订，全国气瓶标准化技术委员会和全国锅炉压力容器标准化委员会正在开展相关的工作。

下面以车载高压氢气瓶为例，简单的介绍一下氢能储运设备检测和试验的技术。

实际上，高压氢气瓶的检测和试验项目的难度，应该是目前储运设备的检测和试验中最高的。

常规的检测项目主要包括金属内胆的材料适用性的检测、几何尺寸、制造公差、水压试验、爆破试验等，这些试验主要是用来验证产品的强度、抗疲劳性能以及结构等。

除此外还有化学腐蚀试验、水浸泡试验以及火烧实验，这些实验主要是用来验证产品适应环境的能力和产品在极端条件下的安全防护能力。

中国特检院长期在从事这些检验试验的技术服务工作，试验能力应该说还是比较强的。

特殊的检验项目主要有氢鼓包、氢脆、氢渗透、氢腐蚀、断裂力学实验等，中国特种院在这些检测方面目前正在大力的投入来建立更完善的检测能力。

除此之外，还有两个特殊的氢储运装备试验项目。一个是耐用性试验，另一个是氢循环试验。

氢循环实验就是用氢来对气瓶进行充装的模拟实验。一般气瓶通过空气、氮气来做这种试验，但氢能储运设备需要用氢气来做试验。

因为目前氢的损伤和很多试验模式，我们还没有搞清楚，如果用空气和氮气去模拟的话，不一定能真正的把损伤和失效模拟出来；只有用氢气做试验，才能把设备可能会出现损伤、失效模拟出来。

氢循环试验对特种设备行业的检测试验提出了很大的挑战。氢循环试验的压力高达数十、上百兆帕，工况很复杂，对设备的强度、抗疲劳性能、密封性等方面提出了非常高的要求，设备的造价也非常高。

另外，上百兆帕的压力，要对试验温度、流量、频率等进行控制，对试验功率也提出了极高的要求。

第四，我对氢能检测的一些建议。

发展氢能，包括构建氢能储运装备检测试验一定要坚持质量为上、安全第一的方针，安全事关氢能产业发展大计，没有安全什么都没有。

氢能产业虽然发展很火，但是很脆弱，一旦出现一个大的事故，完全有可能导致氢能产业发展的停止。

氢能的发展对于特种设备行业是机遇也是挑战。构建氢能储运装备检测试验能力，需要以科技作为支撑、以标准作为引领来实现高质量发展。要系统的规划、稳步的推进，最终目标是支撑氢能储运的监管从而服务行业的发展。