德爾格氫能白皮書-應對氫氣的7大安全挑戰

氫氣被稱為“能源解決方案的多功能工具”，是一種多功能、清潔的載體，旨在實現凈零碳。氫氣的使用在各個層面上都在增長。在未來十年內，氫動力運輸、混合氫供熱、工業熱能和原料，以及氫發電預計將對大眾市場產生重大影響。在新興氫經濟中，氫氣的主要安全挑戰是什么？

1 氫的特點

氫能以氫氣作為能源載體，是一種儲量大、來源廣、效率高、清潔低碳、可再生的二次能源。氫氣（H2）是氫元素形成的一種單質，常溫常壓下是一種無色無味、易燃燒且難溶于水的氣體。氫氣的密度為是空氣的1/14，是世界上已知的現有密度最小的氣體。

除核燃料外，氫的熱值高：約為1.4×105kJ/kg，是汽油的3倍；

氫燃燒性能好，點燃快，可燃范圍廣，且燃點高，燃燒速度快；

氫氣本身無毒，與其他燃料相比氫燃燒時清潔，燃燒產物只有水和少量氨氣，且氨氣經過處理也不會對環境造成污染，同時燃燒生成的水還可以制氫，反復循環；

氫的使用方式多樣，不僅可以直接燃燒產生熱能，在熱力發動機中產生機械功，還可用于燃料電池，或者轉換為固態氫用作結構材料；

氫能的存儲狀態可以是氣態、液態或固態，能夠適用于不同要求下的儲存和運輸以及使用。

H2-氫氣

氫氣的用途廣泛且儲量豐富，在減少碳排放的倡議中可以發揮重要作用，然而擔憂是，新興氫經濟運行中的安全挑戰可能被低估。氫氣的生產、儲存和運輸具有特殊的安全風險，處置這些風險需要工藝流程各階段的專業知識，需要逐步建立必要的氫氣安全經驗。

以下是德爾格在與客戶合作的項目中探討的一些風險因素：

與現行的炸藥不同，純氫不能爆炸。風險來自于空氣，氫氣和氧氣混合遇明火即可引起爆炸，并且氫氣在空氣中的體積濃度介于4%和77%之間，是爆炸下限和上限（LEL和UEL）。但如果讓氫氣逸出，即使衣服上的靜電火花也足以引發爆炸。

氫氣燃燒時發出的火焰非常蒼白，在白天是看不見的。因為它發出的高熱紅外輻射很少，所以它不能被感知為高熱。然而，氫火焰確實會發出大量的紫外線輻射，因此需要使用特殊的紫外線探測器來預警氫火焰的存在。

由于氫氣的分子量小和粘度低，氫氣比密度更大的氣體更容易從管道和其他結構中泄漏。事實上，當氫氣在足夠高的壓力下從管道中泄漏時，它甚至會自燃。除了管道要滿足標準外，還須定期檢查和探測接頭處和管道沿線的泄漏點。固定式泄漏探測器增加了這一層安全性。

氫很容易滲透材料，在某些情況下會使材料變脆。因此，儲罐通常使用不銹鋼和復合材料。

一氧化碳（CO）傳感器對氫氣具有交叉敏感性。如果在可能的氫氣暴露處附近使用CO傳感器，應針對氫調整CO傳感器，以便將交叉靈敏度和誤報降至較低影響。

與氨和甲烷一樣，氫氣的密度低于空氣，泄漏時會在室內天花板下方形成氣穴，地面上的工人察覺不到這一情況。當氫和甲烷混合時，氫可以在甲烷上方形成氣穴，因此，氫氣探測器通常位于頂部，而甲烷探測器則位于該高度以下。

氫氣沒有氣味也沒有顏色，所以人察覺不出。同樣是無色無味的甲烷（天然氣的主要成分），通過添加臭味劑來使其在泄漏時更容易察覺，目前正在進行研究，以確定氫氣是否也能這種方法解決問題。因此，氣體探測器和泄漏探測器至關重要。

德爾格氣體檢測儀對氫氣檢測分為側漏，測爆，側漏測爆一體，以及便攜式，固定式聯合使用，更多解決方案，盡情期待。