干货收藏：氢能产业百问百答

Q33：《氢气使用安全技术规程》中规定，输入系统的氢气含氧量不得超过多少？

A：输入系统的氢气含氧量不得超过0.5%。

Q34：《氢气使用安全技术规程》中规定，氮气置换法中氮气含氧量不得超过多少？

A：氮气中含氧量不得超过3%。

Q35：氢气有毒吗？

A：氢气本身对人体无害。燃烧的废气仅是蒸汽和少量的氮氧化物，因此不用担心氢气中毒。

Q36：氢气的泄露与扩散速度如何？

A：氢气的泄露与扩散约为甲烷的2.83倍，扩散速度非常快，但是也造成了一个好的方向就是燃烧的时候非常快地燃烧掉，并且在空气中是上升的，不是铺开的燃烧，在燃烧的时候比起汽油或者天然气是有优势的。但如何泄漏量较大，氢的快速扩散会导致室内空气很快到达着火点，具有较大的危险性。

Q37：氢气输送过程容易发生哪些危险？

A：第一：氢气输送管道的防雷、防静电接地装置如果保护失效，雷电或静电积聚会使管道及构筑物遭到破坏或引起火灾爆炸事故；

第二：管道因腐蚀、意外撞击、热胀冷缩、振动疲劳等原因被损坏时，会造成大量的氢气外漏;当管道的法兰、阀门、焊缝泄漏或密封垫圈损坏而发生泄漏，泄漏的氢气遇火源会发生燃烧或爆炸；

第三：在抽送或压缩氢气时、检修、动火过程中各种原因导致氢气与氧气或其它助燃气体混合，达到一定的浓度极限时，遇火源会产生爆炸事故;

第四：外部明火导入管道内部，包括管道附近明火的导入，以及与管路相连接的焊接工具由于回火而导入管道内;管道过分靠近热源，管内气体过热引起的着火爆炸；

第五：带有水分或其它杂质的气体在管道内流动时，当超过一定的流速就会因摩擦产生静电积聚而放电。

Q38：氢的火焰是什么颜色的？

A：氢的火焰是无色的，在白天肉眼几乎看不到，只有在黑暗的条件下可以看到蓝色火焰，因此在白天很难被察觉，接近氢火焰的时候可能并不能意识到火焰的存在，有灼伤人体的风险。但是氢火焰在可见光范围内燃烧放出的热量较低，热辐射少，对周围环境中的物体影响也比较小，这也是有利的一点。

Q39 ：我国目前储存氢能的方式有哪些？

A：我国目前储存氢能的方式有高压气态储氢、低温液态储氢和固态储氢。

Q40：氢的运输方式有哪几种？

A：氢的运输方式包括道路车辆、铁路、轮船、管道运输四种。

Q41：什么叫做高压气态储氢，原理是什么？

A：高压储氢，一种储氢方法。氢气可以在高压下（15.2～70.9兆帕）装盛在气体瓶中运输，可通过减压阀的调节直接释放氢气。方便可靠，是最普通和最直接的储氢方式。随着材料科学的发展，已开发出碳纤维与铝复合材料的高压气瓶，大大降低气瓶自身质量，提高容量装载效率，使高压储氢成为较有竞争优势的车载储氢方式。

Q42：什么叫做低温液态储氢，原理是什么？

A：低温液态储氢是先将氢气液化，然后储存在低温绝热容器中。由于液氢密度是标况下氢气密度的近 850倍，所以即使将氢气压缩至15 MPa，甚至35、70 MPa，其单位体积的储存量也比不上液态储存。单从储能密度上考虑，低温液态储氢是一种十分理想的方式。

Q43：什么叫做固态储氢，原理是什么？

A：金属氢化物储氢是采用某些金属或合金与氢气形成化合物，而对形成的氢化物加热又会释放出氢气，从而实现对氢的储存与释放。这种方式安全性好、氢气纯度高、单位体积储氢密度高，但单位质量储氢密度低、吸放氢气速率较低。

Q44：三种储氢方式的优缺点各是什么？

A：高压储氢目前发展最为成熟，应用也最为广泛，但在储氢密度及安全性方面存在瓶颈; 金属氢化物储氢技术则表现出巨大潜力，但目前还处在研究阶段; 低温液态储氢技术具有单位质量和单位体积储氢密度大的绝对优势，但目前储存成本过高，主要体现在液化过程耗能大，以及对储氢容器的绝热性能要求极高两个方面，目前低温液氢技术多用于航天，但也越来越有向民用发展的趋势。

Q45：高压气态储氢瓶有哪几种类型？

A：高压复合储氢罐主要分为纯钢制金属瓶(I型瓶)、钢制内胆纤维缠绕瓶(II型瓶)、铝内胆纤维缠绕瓶(III型瓶)及塑料内胆纤维缠绕瓶(IV型瓶)4个类型。I型瓶、II型瓶储氢密度低、安全性能差，难以满足车载储氢密度要求。而凭借提高安全性、减轻重量、提高质量储氢密度等优势，III型瓶、IV型瓶的车载应用已经较为广泛，其中国外多为IV型瓶，国内则多为III型瓶。

Q46：加氢站内储气压力一般为多少？

A：目前国际上应用比较广泛的车载储氢瓶压力等级主要有35MPa和70MPa两种。加氢站的最高设计压力等级也需要与其加注车辆车载储氢的压力等级相匹配，除了利用长管拖车作为20MPa移动储氢设施外，35MPa氢燃料电池车的加氢站站内最高固定储氢压力一般为45MPa，70MPa氢燃料电池车的加氢站站内最高固定储氢压力一般为90MPa。

Q47：长输管道掺氢路线可行吗？

A：管道输氢是具有发展潜力的低成本运氢方式，但输氢管道由于氢脆现象需选用含炭量低的材料，导致氢气管道的造价是天然气管道造价的2倍以上，此外占地拆建等问题也导致投资成本高。如果利用现有的天然气长输管网掺氢运输可以解决上述难题。

天然气掺氢也是氢能研究热点，国内外科研机构纷纷投入研究，目前多个示范项目也在陆续推进中。德国、英国等已建有或在建掺氢率高达20%的管道掺氢示范项目；国家电投集团于2019年建成国内首例天然气掺氢示范项目。如果掺氢示范验证成功，并解决天然气管道与氢气相容性问题，煤制天然气工厂可以充分利用现有西气东输管道等天然气主干管网和庞大的支线管网掺氢运输，无需任何改造，降低了氢气的运输成本。

Q48：我国储氢气瓶生产哪项关键材料需要进口？

A：尽管国内70MPa储氢技术已在不断推进，但要实现这一技术的商业化应用，仍有诸多问题需要解决，主要矛盾则是仍高度依赖进口的碳纤维等关键原材料。另外应用于70MPaIV型瓶中的塑料内胆，往往采用的高密度聚乙烯或其他工艺较为复杂的塑料，但目前国内需求相对较低，生产成本也相对较高，也依赖进口。

Q49：氢有哪些应用?

A：氢气不仅是一种"洁净"的能源，也是一种十分重要的工业原料，它广泛应用于石油、化工、电子、冶金、油脂、航天、轻工业等领域。

Q50：什么叫做氢内燃机动力车？

A：氢内燃车是传统汽油内燃机车的带小量改动的版本。氢内燃直接燃烧氢，不使用其他燃料或产生水蒸气排出。这些车的问题是氢燃料很快耗尽，载满氢气的油缸只能行驶数英里，很快便没能量。另一方面，各色各样的方法正在研究以减少耗用的空间，例如用液态氢或氢化物。