氢能来了，安全性会成为掣肘吗？

随着氢燃料车的发展，氢能和氢燃料电池也得到了前所未有的关注。今年两会，氢能首次被写入《政府工作报告》，并提出“推动充电、加氢等设施建设”。

新技术似乎也为氢能源的快速发展提供了基础，近日，中美科学家联手研发出一种新技术，使在海水中获取氢变得不再“吃力”，还能防止海水对电解设备腐蚀等。氢是怎么获得的？我国化工副产品中真的富含氢吗？以氢气储存的氢能，怎样才能确保安全？

制氢成本与区域资源禀赋密切相关

氢气的来源比较广泛，主要有化石能源制氢、含氢物质制氢、化工副产物氢气回收、太阳能和风能制氢。化石能源制氢包含煤气化制氢、天然气重整制氢和甲醇裂解制氢，含氢物质制氢包含水电解制氢、氨分解制氢和硼氢化钠水解制氢，化工副产物氢气回收包含烧碱、焦炭和轻油裂解等。

“氢气的生产方式多种多样，哪种技术路线更经济，需要根据区域资源禀赋具体分析。”清华四川能源互联网+研究院常务副院长高文胜在接受科技日报记者专访时说，水电解制氢是将经过提纯的水注入通有直流电的电解槽中，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气，气体通过调节阀控制输出，送入储罐中。“水电解制氢大部分成本在电能，如果有较便宜的低谷电，将大幅降低制氢成本。当前，河北张家口等地建有百万千瓦级风电示范基地，由于弃风限电压力，在沽源县建设了我国首个风电制氢综合利用示范项目。但对于山西大同这样煤炭储量丰富、煤化工发达的区域来说，通过煤气化制氢，可获得成本更低的氢气。”

高文胜说，水电解制氢能够得到高纯度的氢气，将降低后续的使用成本。而用天然气、甲醇等碳氢化合物的蒸汽重整和水煤气变换反应，由此产生的氢通常含有0.5%—2%的一氧化碳。作为氢燃料电池汽车的“心脏”，即使只有1ppm（百万分之一）的一氧化碳，燃料电池的铂电极也会“中毒休克”，导致电池性能下降和寿命缩短等，因此，“采用这种技术路线，后续的氢气提纯成本也不低”。

氢气使用风险比天然气更低

2018年底，张家口发生了一起爆炸事故，导致23人死亡，一度传言爆炸与当地一家制氢企业有关。尽管事后被证实是谣言，但也引发了公众对于氢能安全性的高度关注。

“任何被使用的能源都是纯度较高、能量密集的，使用时都存在一定的风险。比如燃油车和电动车会发生自燃，家用天然气也出现过泄露、爆炸等事故。”高文胜说，从某种意义上来说，把氢气作为车用能源比天然气更为安全。

在常温常压下，氢气是一种极易燃烧的气体，也是世界上已知的密度最小气体，其密度只有空气的1/14。而天然气的能量密度高，主要成分是烷烃，其中甲烷占绝大多数。

高文胜说，氢气比天然气密度低，在开放空间极易扩散，而且目前氢气泄漏检测技术已经非常成熟。

建立准入门槛，制定相关政策标准

其实，水电解制氢技术已有一个多世纪的历史，我国也是名副其实的氢产品生产大国，产品数量及规格种类在国际上均位居前列。氢气作为一种清洁燃料，也早已在航天项目中用于推进火箭等。

高文胜说，工业制氢已有很长的时间了，氢气的用途也非常广泛。工业生产、储藏和利用氢气有了一套完整、行之有效的规章制度。

比如《氢气使用安全技术规程》在2008年12月发布，该标准规定了气态氢在使用、置换、储存、压缩与充（灌）装、排放过程以及消防与紧急情况处理、安全防护方面的安全技术要求。

“以前，氢能的利用离普通大众比较远，公众对这种'新能源'比较陌生，对之安全的担忧是完全可以理解的。我们也不能把工业生产、利用氢气的标准直接照搬到加氢站的建设中来，而应该在对其工艺过程充分研究的基础上，建立准入门槛，推动相关政策标准的制定与实施。”高文胜说。

其实，汽车不加汽油而加氢这一场景已在武汉、北京、江苏等地成为现实。如武汉开发区（汉南区）汽车零部件产业园，计划建成国内储量及日加氢量最大的加氢站。目前，全世界已有加氢站近400座，主要集中在日韩、欧洲和北美地区。