氢能

深度丨中国氢能承压设备风险分析和对策的几点思考

2020-08-05 14:58:39 压力容器 作者:郑津洋; 胡军; 韩武林; 花争立; 叶盛

氢能是构建以清洁能源为主的多元能源供应体系的重要载体,正进入快速发展期。中国氢能承压设备种类、数量快速增长,呈现出极端化、轻量化的发展趋势,其安全保障面临新的挑战。在介绍中国氢能承压设备发展现状的基础上,全面分析了面临的法规风险、技术风险和管理风险,并对风险防控提出了若干建议。

氢能具有来源多样、利用高效、清洁环保等特点,其既是支撑石化能源高效清洁利用的重要无碳原料; 又是构建以清洁能源为主的多元能源供应体系的重要载体[1]。“十三五”国家科技创新规划指出,氢能是新一代引领产业变革的颠覆性能源技术。随着制氢、储氢、输氢、用氢( 特别是氢燃料电池) 和氢安全技术的快速发展和进步,以及政府行业主管部门和监督管理部门的高度重视, 能源与装备制造大型骨干企业合理布局的加快, 中国氢能利用的步伐和发展明显提速。

截至2019 年底,中国已经建成各类加氢站66座,全球排名第三,储氢压力容器( 含缓冲罐等) 将近1000台; 氢燃料电池汽车累计销售约6164辆,商用车保有量全球第一,车载高压氢气瓶已经超过2.5万只; 氢气压力管道约400km。

据相关管理部门的规划,到2030年,我国加氢站数量将超过1000 座,燃料电池汽车超过100万辆,氢气压力管道将达到3000km以上。

储氢、输氢是连接制氢和用氢的桥梁,在氢能 发展中发挥着不可替代的作用。迄今为止,几乎所有的储氢设备和输氢设备都承受氢气压力,属于特种设备中的承压设备。储氢承压设备主要包 括固定式压力容器、气瓶等; 输氢承压设备主要包括铁路罐车、管束式集装箱、长管拖车、压力管道等。氢能承压设备包括储氢承压设备、输氢承压设备,及其安全附件和仪表等( 包括安全阀、爆破片、紧急切断阀、压力表、温度计、压力传感器、温度传感器等) ,其共同特点是,氢气易漏易燃易爆, 存在较大的燃烧、爆炸风险; 在高压、液氢或者深冷环境下工作,材料存在脆化风险。由于储氢压力容器和氢气瓶工作条件的复杂性( 如工作压力波动较频繁以及压力波动范围较大等) ,存在一定的疲劳失效风险[2-3]。

氢能承压设备使用的安全保障是一个全球性课题。据相关资料[4]统计,2011 ~ 2015 年,日本各类加氢站总计发生事故28 起,其中额定加氢压力70MPa加氢站和35MPa加氢站各14起。

2019年5月23日,韩国江原道江陵市储氢压力容器爆炸,造成2死 6伤; 2019年6月1日,美国加州某储氢压力容器发生氢气泄漏而引起爆炸事故; 2019年6月10日,挪威某加氢站发生氢气泄漏而引起爆炸事故。近年来,中国也发生了如某水电解制氢系统储氢罐发生爆炸、某储氢压力容器水压试验时发生爆炸以及氢安全附件泄漏失效等多起重大安全事故。

随着中国氢能承压设备种类和数量的快速增长,设计工况条件的极端化( 如设计压力高达140MPa、设计温度低至-253℃等) ,轻量化设计的应用普及,社会公共安全要求的不断提高,氢能承压设备的设计、制造、使用、管理等安全保障面临着新的挑战。为保障人民生命和财产安全,促进氢能行业健康发展,急需加强氢能承压设备风险防控的研究。

1储氢、输氢承压设备发展现状

1.1储氢承压设备

氢介质的储存方式主要分为气态储氢( 气氢) 、液态储氢( 液氢) 、固态储氢和复合储氢等,相应的储氢承压设备体系见图 1。

图片1.png

(1) 气态储氢设备。

主要用于储存高压氢气, 包括固定式储氢压力容器和高压氢气瓶,其优点是充氢放氢速度快、设备结构相对简单、技术相对成熟,是市场需求的主流储氢方式; 缺点是体积储氢密度较低,且需要高压力储存,以增大储氢密度。

固定式储氢压力容器是加氢站、制氢站、氢储能系统、高压氢循环测试系统、发电站、加氢工艺装置等的主要核心设备。目前,我国加氢站在用的固定式储氢压力容器将近 1000 台,大多数为境内制造,境外进口的仅占少数,主要结构形式有单层储氢压力容器( 包括大容积无缝瓶式储氢容器、单层整体锻造式储氢压力容器等) 和多层储氢压力容器( 包括全多层储氢压力容器、层板包扎储氢压力容器等) ,临氢材料牌号主要有S31603,4130X,35CrNi3MoVR,20MnMoV,SA372J等,设计压力为41,50,70,98,140MPa等,容积为 0.053,0.3,0.9,1.0,2.0,5.0,7.3,10.0m3等。

复合材料储氢压力容器尚处于试制样机阶段。已经实施的相关 国家标准和团体标准有GB/T 26466—2011《固定式高压储氢用钢带错绕式容器》、T/ZJASE 001—2019《固定式高压储氢用钢带 错绕式容器定期检验与评定》和T/CATSI 05003—2020《加氢站储氢压力容器专项技术要求》。

目前,有的加氢站储氢设备采用了按气瓶规 范和标准设计制造的储氢气瓶,其优点是制造比较容易、成本较低,但这种应用未得到相关法规、安全技术规范和标准的支持,也不符合团体标准T/CATSI 05003—2020《加氢站储氢压力容器专项技术要求》的规定。将来是否可以成为市场需求的一个发展方向,还要看国际、国内技术发展成熟 度,以及相应安全技术规范和标准制修订进展情况而定。

高压氢气瓶包括钢制高压氢气瓶和复合材料高压氢气瓶。钢制高压氢气瓶主要用于氢燃料电池叉车; 复合材料高压氢气瓶主要用于氢燃料电池汽车、氢燃料轨道交通、氢燃料无人机等领域。中国在用的复合材料高压氢气瓶已超过2.5万只,绝大多数是境内生产的铝内胆碳纤维全缠绕高压氢气瓶( Ⅲ型氢气瓶) ,少量是境外进口的,公称工作压力为 35 MPa 和 70 MPa,使用环境温度-40~85℃ ,容积28~320L; 塑料内胆碳纤维全缠绕高压氢气瓶(Ⅳ型氢气瓶)目前境内尚处于立项研究试制阶段。已经颁布实施的相应国家标准有GB/T 35544—2017《车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶》。

(2)液态储氢设备。

主要用于储存液氢,分为固定式液氢压力容器(储罐)和液氢瓶,其优点是体积储氢密度高,液氢的密度为 70kg/m3 ; 缺点是氢气液化能耗高(约为氢气能量的1/3) 、长时间存放液氢的静态蒸发损失较大。一般液态储氢承压设备的设计压力为0.1~1.3MPa 左右,设计温度为-253 ℃ 。目前,我国液氢行业装置产能大约5吨/天,主要用于航空航天领域,研制的300m3 固定式液氢压力容器成功应用于火箭发射场,相应的国家标准《氢能汽车用燃料液氢》、《液氢生产系统技术规范》、《液氢储存和运输安全技术要求》即将颁布实施。随着军用技术的逐步解密和民品化,以及氢气液化、液氢储存技术的进步,民用液氢压力容器、液氢瓶和车载液氢系统的研发正在提速,目前已经研制出样机,而且大型液氢球罐也处于研制开发阶段。

(3)固态储氢容器。

固态储氢是通过氢与材料发生化学反应或者物理吸附将氢储存于固体材料中,优点是储氢压力较低、体积储氢密度高、可纯化氢气; 缺点是质量储氢密度低、充放氢需要热交换。常用固态储氢方式有金属氢化物固态储氢、配位氢化物固态储氢、碳质材料固态储氢、金属有机骨架化合物储氢等。固态储氢容器的设计压力一般为0.5~4.0MPa,设计温度-40~60℃ 。固态储氢容器的容积范围比较宽,只有容积大于等于30L的容器才属于安全监察范畴内的压力容器。我国固态储氢容器已在通讯基站、加氢站等场所获得应用,已经实施的相应国家标准有GB/T 33292—2016《燃料电池备用电源用金属氢化物储氢系统》、GB/T 34544—2017《小型燃料电池车用低压储氢装置安全试验方法》。

(4) 复合储氢气瓶(容器) 。

为提高储氢密度,近些年出现了高压固态复合储氢气瓶( 容器) 和高压深冷复合储氢气瓶(容器)。我国高压固态复合储氢压力容器的充氢压力一般为35,45,90 MPa,使用温度不超过80℃ ,最大容积已经达到1.0m3 ,并且在某加氢站投入示范试运行。高压深冷储氢气瓶的公称工作压力一般为30~50MPa,工作温度-40 ~-240 ℃ 。

1.2输氢承压设备

输氢承压设备主要用于将气态氢或者液态氢从产地输送或者运输到终端用户,输氢承压设备体系见图2,主要分为气态输氢设备和液态输氢设备。

图2 输氢承压设备体系

图片2.png

(1)气态输氢设备。

主要用于输送、分配氢气,包括运氢设备和氢气管道。

运氢设备主要有氢气长管拖车和氢气管束式 集装箱。其适用于运输距离较短、输送量较少、氢气日用量为吨级以内的用户。目前,我国氢气长管拖车和氢气管束式集装箱采用的是钢制大容积 无缝高压气瓶和钢质内胆碳纤维环向缠绕气瓶, 一般气瓶公称工作压力为 20,25,30 MPa等,科技部正在立项研制公称工作压力为50MPa、容积不小于300L的氢气瓶。

也有境内物流和气体公司正在尝试采用其他运输模式,如采用公称工作压力为30~ 52MPa的氢气瓶集装格结构形式的运输方式等。另外,还有气瓶公称工作压力为35MPa( 70 MPa) 的移动式撬装加氢系统、气瓶公称工作压力为35MPa( 70 MPa) 的集装箱式氢气增压装置等。这些系统或装置中的储氢气瓶组和 氢气缓冲罐的合规性,以及采用非充装站内的直 接加注或者卸载方式的安全性,都需要给予关注。

氢气输送管道主要有输氢管道和配氢管道。

输氢管道分为两类,一类是用于场( 厂) 区内装置间或者系统内输送氢气,如企业场( 厂) 区内输氢管道、工业氢能园区内输氢管道、加氢站内输氢管道、车载供氢系统管道等,其特点是管道压力高、直径小,一般采用压力管路用管或者仪表管,压力等级为44.8MPa(6500psi) ,46.2MPa(6700psi) ,103.5MPa(15000 psi) ,137.9MPa(20000 psi)等,管道直径为6.35 mm(1/4″) ,9.5mm(3 /8″) ,12.7mm( 1/2″) ,14.28mm(9/16″) ,25.4mm(1″) 等;另一类用于大规模、长距离输送氢气(掺氢天然气) 的长输管道,管道设计压力2.0 ~20.0MPa,直径300 ~ 1000 mm。

目前,我国长距离输送氢气压力管道大约 400 km,最高输氢压力4.0MPa,最大管径508mm。配氢管道一般用于小规模、短距离输送氢气,输氢对象为小规模用户( 如民用氢能园区内连接供氢站和用户间的管道) ,其特点是管道压力较低、直径较小。

(2) 液态输氢设备。

主要用于输送液氢,包括液氢铁路加注运输车、液氢汽车罐车、液氢罐式集装箱和液氢管道等。液氢承压设备设计压力为0.3~0.6MPa,设计温度-253℃ 。目前,中国已经成功研制出0,85m3 自带汽化器液氢铁路加注运输车(高真空多层绝热结构罐体,设计压力0.6MPa,设计温度-253℃ ) ,并在引进膨胀珍珠岩结构、100 m3 低温真空绝热罐体的基础上,完成了液氢铁路加注运输车的设计制造。上述液氢铁路加注运输车主要应用于液氢火箭燃料的铁路运输、发射场火箭燃料加注、航天研究院等科研单位的试验研究。科技部正在立项研制40m3 民用液氢汽车罐车。

2氢能承压设备风险分析

以下从法规、技术、管理三个方面分析氢能承压设备面临的风险。

2.1法规风险

法规或者标准覆盖面缺失方面的风险,主要 是指相应的特种设备安全技术规范或者标准缺少 针对 35 MPa 以上氢能承压设备的基本安全要求。TSG 21—2016《固定式压力容器安全技术监察规程》中对于非焊接储氢瓶式容器材料的化学成分和力学性能作了规定,TSG R0006—2014《气瓶安全技术监察规程》规范中对充装氢气长管拖车、管式集装箱的气瓶提出了材料力学性能方面的要求,行业标准 NB/T 10354—2020《长管拖车》和NB / T 10355—2020《管束式集装箱》中对充装氢气的气瓶以及管路等材料、设计、制造规定了基本安全要求。

除 GB / T 35544—2017《车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶》外,这些规范和标准的基本安全要求主要针对的是公称工作压力( 设计压力) 在 35 MPa 以下的氢气瓶或储氢压力容器。

对于压力更高的氢能承压设备,其服役性能 不仅仅取决于材料( 化学成分、力学性能、微观组织等) ,而且与应力( 应力比、加载频率等) 、环境( 氢气压力、温度、纯度等) 和制造( 焊接、旋压、冲压、热处理、无损检测等) 等密切相关,急需在现有安全技术规范和相应标准的基础上,增加和补 充专项基本安全要求。此外,氢能承压设备安全 附件和仪表的相关法规、标准也有待进一步的补 充和完善。

近期,针对加氢站储氢压力容器,团体标准T / CATSI 05003—2020《加氢站储氢压力容器专项技术要求》已经正式发布实施。该标准对加氢站储氢压力容器有关材料、设计、制造等环节的基本安全要求作出了专项规定。

2.2 技术风险

2.2.1基础数据缺失风险

基础数据缺失风险主要反映在两个方面,即基础数据匮乏和材料氢脆测试方法不当带来的风险。

(1)基础数据匮乏。

在中国,已发明了140 MPa快开式金属材料高压氢脆原位检测装置[5],对牌号为S31603,S30408 的材料在5 ~140 MPa 高压氢气环境中的性能进行了系统深入研究,获得了一批宝贵的试验数据,但仍不能满足氢能承压设备快速发展的需要,亟待开展氢环境下材料、零部件和产品( 系统) 三个方面的试验研究。

在材料方面,需要获得液氢(深冷) 环境、35 MPa以上高压氢气环境中的材料性能,如材料本构方程、疲劳设计曲线、疲劳裂纹扩展速率等; 在零部件方面, 需要研究氢阀门、氢接头、氢软管等在氢环境下的失效模式及其预测方法; 在产品方面,需要模拟使用工况条件,研究高压氢气瓶等产品的性能。

中国在零部件和系统层面的试验数据极少,这是影响中国氢能承压设备产品性能一致性的重要因素。

(2)氢脆测试方法不当。

目前,金属材料氢脆试验大致可以分为预充氢试验和原位氢试验。预充氢试验首先采用电化学充氢、高压气相热充 氢等方法对试样预充氢,然后在空气中对试样进 行力学性能试验; 原位氢试验是指在高压氢气环境中直接对试样进行力学性能试验。

预充氢方法是先充氢、后加载,不同于氢能承压设备氢侵入和加载同步的情况,且无法模拟裂尖高应力梯度区氢的动态侵入和偏聚[6- 8]。

国外常用的储氢压力容器产品标准( 如美国 ASME BPVC Ⅷ-3 KD-10《 Special Requirements for Vessels in Hydrogen Service 》、日本 JPEC-TD 0003《加氢站用低合金钢制储氢容器专项技术要求》等) 和临氢材料试验标准( 如加拿大 ANSI / CSA CHMC 1 《 Test Methods for Evaluating Material Compatibility in Compressed Hydrogen Applications - Metals 》等) 均采用原位氢试验法。GB / T 34542.2—2018《氢气储存输送系统 第 2 部分: 金属材料与氢环境相容性试验方法》规定了金属材料在高压氢气环境中慢应变速率拉伸性能、疲劳性能以及断裂力学性能的测试方法; GB / T 34542. 3—2018《氢气储存输送系统 第 3 部分: 金属材料氢脆敏感度试验方法》规定了金属材料的氢脆敏感度测试方法。

2.2.2设计制造风险

设计制造风险主要反映在以下几个方面: 按JB/T 4732—1995《钢制压力容器———分析设计标准》( 2005 年确认) ,进行疲劳分析和对比经验设计风险、氢气瓶设计制造质量及其稳定性风险、氢安全附件可靠性差引起的风险、氢气瓶或者撬装系统安装不当风险。

(1)疲劳分析和对比经验设计风险。按JB/T 4732—1995 进行氢能承压设备疲劳分析设计,设计中存在两个方面的问题,一是 JB/T 4732—1995 中的疲劳设计曲线没有考虑高压氢气、高压深冷氢气和液氢对疲劳寿命的影响; 二是有些氢能承压设备主要受压元件材料,如 4130X 等材料,尚未纳入JB/T 4732—1995 标准中。

我国目前在线运营的加氢站基本上为示范站或者投用不久的商用站,加氢量不大,储氢压力容器的氢气充放次数或者频率较少,最多也就几千次,尚不足以作为储氢压力容器对比经验设计的依据; 也不应当据此证明该类压力容器不会发生疲劳失效。

(2) 氢气瓶设计制造质量及其稳定性风险。有的氢气瓶制造单位对产品研发投入不足,试验 数据过少,无法对产品质量提供有效支撑; 追求产品生产进度,质量稳定性难以保证; 车企和气瓶制造企业对氢气瓶安全性关注有待加强、过度追求 轻量化导致氢气瓶安全裕度降低,特别在公称工作压力为 70 MPa 高压氢气瓶领域,Ⅲ型氢气瓶的疲劳寿命有待进一步提高,Ⅳ型氢气瓶的研发与国外相比仍有较大差距,需要深入研究并解决设 计、制造等方面所面临的问题。跟风冒进就会出 问题,给使用安全带来极大的风险。

( 3) 氢安全附件可靠性差引起的风险。由于标准缺失,对氢材料、氢泄漏、氢冲击等缺乏系统 和深入地研究,造成国产50 MPa(98 MPa) 级氢压力表、氢传感器、阀门的可靠性较差、使用寿命较 短、容易泄漏等问题,给使用安全带来极大的风险 和存在较大安全隐患。例如,由于氢压力表弹簧 管采用常规材料与焊接工艺,泄漏破损时有发生, 这有可能酿成火灾爆炸事故。

(4) 氢气瓶或者撬装系统安装不当风险。氢气瓶或者撬装系统安装是车载供氢系统的重要环节。但现有相关标准并没有对供氢系统管路、接头、密封形式等提出基本安全要求。如果设计单位的选型不满足使用要求,也会造成管路连接接头、密封性能等失效,甚至因密封失效造成氢气泄漏而酿成事故。

2.2.3检验检测风险

氢能承压设备检验检测的风险主要反映在以下几个方面: 检验方法的适用性风险、有效检测评价方法的缺失和检验检测能力的不足等风险。

(1) 检测方法的适用性风险。GB/T 24162— 2009《汽车用压缩天然气金属内胆纤维环缠绕气瓶定期检验与评定》、TSG 21—2016《固定式压力容器安全技术监察规程》等现行规范标准规定, 车用气瓶定期检验时需要进行气瓶拆卸后的瓶体内外部检测和水压试验,储氢固定式压力容器定期检验有时也需要进行水压试验。由于储氢压力容器和高压氢气瓶介质的特殊性,盛装的氢气必须满足氢燃料电池对氢气品质的要求,纯度和密封要求较高,拆装高压氢气瓶有可能破坏其密封 性能,有安全隐患。

有的氢燃料电池轿车,高压氢气瓶装在汽车底盘上,装拆非常困难。为满足氢气纯度要求,储氢压力容器和氢气瓶内表面出厂 时已经经过洁净化的特殊处理,定期检验时的水 压试验会造成其内表面污染或者锈蚀,而需要重新进行内表面洁净化处理,因此,需要在修订相应 安全技术规范和标准时,研究和解决其规定的定 期检验项目和要求带来的新问题,以避免上述安全隐患和不必要的后续处理等情况。

(2) 有效检测评价方法缺失风险。对于一些特殊结构氢能承压设备的失效模式和机制,目前还没有完全掌握,缺少有效的检测方法和安全评价规则。例如,对复合材料高压氢气瓶检测局限于外观检查和泄漏检测,没有有效的方法检测瓶体内部存在的缺陷; 气瓶瓶阀座与内胆连接接头是Ⅳ型高压氢气瓶的最薄弱环节,但缺少有效的无损检测方法和评价规则,所以应当加强相关技术的研究。

(3) 检验检测能力不足的风险。氢能承压设备检测装置研制难度大、成本高。目前,我国这方 面的检验检测能力无法满足氢能行业快速发展的 需要。例如,材料与氢相容性试验装置数量不足, 缺少气瓶渗透试验装置,没有民用液氢工况的试 验检测平台和使用条件,更没有深冷高压氢的专用试验条件等,所以应当加大有关检验检测设备 的研发投入,以满足行业快速发展的需要,降低和 避免由于检验检测缺失而带来的氢能承压设备安 全风险。另外,相关的适用于氢介质的安全附件、仪表和装卸附件( 如安全阀、紧急切断阀、爆破片装置、压力表、温度计、压力传感器、温度传感器、装卸阀门、管路阀门等) 的检测装置也应加大研发投入和力度。

2.2.4 技术引进风险

氢能承压设备技术含量高,研发难度大、周期长,技术引进也存在风险。以高压氢气瓶为例,近年来国内有不少单位开始研制或者投资Ⅳ型氢气瓶,有的高薪聘请国外专家,有的花巨资购买国外企业。目前,国外Ⅳ型氢气瓶设计制造技术比较成熟的只有日本 Toyota、美 国/ 挪威 Hexagon Composite、韩国 ILJIN Composite 等少数公司。Ⅳ 型氢气瓶产品研制需要具有复合材料、机械、力学、无损检测、控制等多学科知识的团队支撑。为使进口或国内研发的Ⅳ型氢气瓶产品达到国际规范或者标准的要求,中国正在加快制定Ⅳ型氢气瓶产品及其配套的标准。

2.3 管理风险

(1) 气瓶直接用于加氢站储氢风险。将按照气瓶标准设计制造的钢质气瓶直接用作加氢站储 氢压力容器,存在疲劳失效的风险。

气瓶设计循环次数一般不超过 15 000 次( 试验介质为液体) , 在 2017 年颁布的ISO 11114 - 4《气瓶瓶体和阀门材料与盛装气体的相容性 第 4 部分: 抗氢脆钢选用的试验方法》中取消了气瓶公称工作压力上限 30 MPa 的限制,规定经淬火 + 回火处理的 Cr - Mo 钢,只要热处理后实测抗拉强度不超过 950 MPa, 就可用于制造移动式气瓶,而不需要进行氢脆试验。

但若据此认为,满足该要求的 Cr - Mo 钢可以直接用于制造加氢站储氢压力容器,则会引起 较大的潜在风险。加氢站储氢压力容器的压力波 动次数取决于加氢站规模、加注工艺、设计使用年 限等因素。对于商用加氢站,设计寿命长,氢气加注频繁,储氢压力容器压力波动次数有可能超过 10 万次,而大量试验研究表明,对于上述 Cr - Mo 钢,高压氢气会显著加速疲劳裂纹扩展速率,明显降低氢致开裂应力强度因子门槛值[9-10],一般气瓶设计时没有考虑这种疲劳工况的影 响。ISO 19880 - 1 《 Gaseous Hydrogen Fuelling Station, General Requirements》中明确规定: 气瓶、长管拖车用于加氢站储氢时,应充分考虑气瓶和容器的差异,特别是压力波动的影响。

(2) 氢能承压设备进口风险。有的用户从国外购买储氢压力容器和氢气瓶,由于我国缺少氢能承压设备安全技术规范,加上有些用户不知道或者提不出合理的订货要求,致使不满足安全使用要求的产品进入市场。例如,有的从美国进口的钢制储氢压力容器产品,建造时依据的标准是ASME BPVC Ⅷ - 1《Rules for Construction of Pressure Vessels》,没有考虑疲劳寿命,在用作加氢站储氢压力容器时,具有疲劳失效的风险。还需要指出的是,国外储氢压力容器用钢的抗拉强度上限是950 MPa,不满足 TSG 21—2016《固定式压力容器安全技术监察规程》对材料的规定。

(3) 氢能承压设备“三新”评审风险。在新材料、新技术、新工艺评审时,申请单位提供的评审资料往往未经第三方审查,对其合理性也缺少充足的数据支撑,加上氢能承压设备发展快,要评审专家在短时间内给出评审结果,不但难度大,而且存在风险。

3氢能承压设备风险防控的几点思考

3.1加强氢能承压设备战略研究

建议成立由国家市场监督管理总局特种设备安全监察局主管领导和压力容器、压力管道、气瓶、安全附件等行业内相关专家组成的氢能承压设备专项工作组,科学研判氢能承压设备发展趋势,结合氢能发展规划,制订中国氢能承压设备高质量、可持续发展的技术路线,明确重点任务,支撑氢燃料电池汽车、氢储能、氢能轨道交通、氢能船舶等相关领域的发展,实现产业高起点开局、高质量实施和可持续发展。

3.2 完善氢能承压设备法规、安全技术规范和标准体系

推动将有关氢能承压设备基本安全要求纳入相关法规、安全技术规范或者尽快制定专项的《氢能承压设备安全技术监察规程》;

探索推动氢燃料电池汽车 4S 店及使用氢燃料电池汽车的公交站场、物流公司、重卡车队等,实施氢瓶日常维护保养检查,通过提高设计制造要求豁免特定车载氢气瓶定期检验,大力推广和鼓励物联网智能监控终端系统的应用,实现车载氢气瓶实时安全状态监控及数据传输和安全报警提示,加强日常氢安全管理;

加快健全中国氢能承压设备标准体系(见图 3,图中虚线框内的标准已经颁布、点划线框内的标准正在起草) ,进一步完善氢能承压设备材料、产品、定期检验等相关标准;

图 3

图片3.png

加快建立第三方检测机构; 建立健全新技术、新方法、新材料准入机制,使风险可防可控;

推动氢能承压设备质量安全追溯体系建设、企业质量安全评价体系、责任延伸制度; 探索建立基于大数据的氢能承压设备安全监管平台,实现氢能承压设备安全动态全过程监管; 加强氢能承压设备科普宣传,构建良好的产业发展氛围,吸引更多社会资源,构筑有效的安全防线。

3.3组织氢能承压设备核心技术攻关

依托行业骨干企业、科研院所、高等院校、检验机构,共同开展高性能轻量化设计、复合材料氢气瓶( 储氢容器) 、服役性能快速检测评价、定期检验新技术等氢能承压设备关键技术攻关,建立知识产权共享机制; 深度开展国际合作与交流,参加国际循环测试和国际规范标准制定,形成国际化的协作机制。

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