韩国氢能公交爆炸致三人重伤

汽车   2024-12-27 10:09   上海  

12月23日上午11点10分左右,韩国忠清北道忠州市木港洞一处加氢站发生了一起氢燃料公交车爆炸事故。据报道,这起事故并未引发火灾,但此次爆炸导致3人重伤

事故概述

12月23日,一辆氢燃料公交车在加氢过程中发生爆炸。事故导致一名30岁的加氢站员工因碎片受伤严重,面部受到重创,同时还有两名伤者,包括一名50多岁的公交车司机。爆炸发生后,当地消防部门与警方迅速组成应急小组,前往现场进行处理。目前,相关部门正在对事故原因进行深入调查。

据了解,爆炸发生于公交车尾部。该位置是氢燃料电池的安装区域,主要用于将氢气转换为电能,是车辆运行的核心部件。消防部门初步怀疑氢燃料电池堆可能是爆炸的根源。据了解,上周末时汽车的燃料电池故障灯已经报警。

事故背景与车辆情况

涉事车辆于2022年8月投入使用,由忠州市购入,每辆价值约6亿韩元(约合人民币300万元)。然而,自事故车辆上周末以来,仪表盘上的“F”警告灯一直亮起,显示燃料电池存在异常。现代汽车在检测到相关故障代码后,建议公交公司将车辆送至服务中心进行检查。不幸的是,车辆未能及时进行维修便发生了爆炸。

事故发生后,忠州市决定立即停运市内所有18辆氢燃料公交车,等待全面的安全评估。

氢能源车辆的安全隐患

近年来,氢燃料汽车因其零排放、无污染的环保优势而备受推崇,但相关安全事故也屡有发生。此次事故并非孤例,仅在两个月前,现代汽车北美公司便因氢气泄漏问题在美国召回了1568辆Nexo氢燃料混动车型。召回的原因在于车辆可能存在氢气泄漏隐患,若与火源接触,可能引发火灾风险。

清华大学车辆学院的一名教授指出,根据全球范围内的氢安全事故统计分析,氢气事故多发生在管阀、储氢设备、氢气纯化装置以及燃料电池系统和加氢设备中。尤其是管阀和储氢容器等环节,其安全风险相对较高。

氢燃料汽车的安全设计

针对安全问题,汽车制造商不断改进设计和技术。以现代汽车为例,其储氢罐采用了高强度的多层材料设计。储氢罐的内层由薄的聚酰胺衬里制成,用于减少氢气渗透;外层则由厚度达20-25毫米的增强塑料制成,以确保其能够承受高达70Mpa的压力。此外,车辆配备了多个实时传感器,可监测储氢罐和供氢系统的任何泄漏。一旦检测到异常,系统会立即发出警报,甚至关闭储氢罐阀门以防止氢气外泄。

尽管如此,氢燃料的全产业链仍面临诸多挑战。氢能的应用涉及生产、储存、运输、加注及使用等多个环节,每个环节都可能因技术缺陷或管理疏忽而引发安全事故。

氢能产业发展与安全监管

为推动氢能的广泛应用并确保安全,各国政府均在加强相关监管和技术研究。以中国为例,《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》提出,要将安全作为氢能产业发展的核心要求,构建健全的监管制度和标准规范,提升全产业链的安全管理水平。

韩国政府近年来也加大了对氢能的支持力度,通过政府采购和政策激励促进氢燃料汽车的推广。据统计,截至2023年,韩国氢燃料车的销量已突破一万辆。然而,频发的安全事件也提醒各方,提升氢能产业链的整体安全性是实现氢能广泛应用的关键。

氢燃料电池汽车氢安全风险与防控
氢燃料电池汽车是一种以燃料电池产生的电力驱动的车辆,其核心技术是利用高纯度氢气或含氢燃料通过重整得到的高含氢气体作为燃料。根据《氢燃料电池汽车全球技术法规》,氢燃料电池汽车可分为五个主要系统:加氢系统、储氢系统、供氢系统、燃料电池系统,以及电驱动和动力管理系统。以下对这些关键系统的风险和防控措施进行整理。
氢燃料电池汽车储氢供氢系统结构如图所示:


 氢燃料电池汽车储氢供氢系统示意图
  1. 储氢系统
氢燃料电池汽车的储氢系统主要采用压缩气体储存方式,核心部件包括氢气瓶、温度驱动压力释放装置以及组合阀(如单向阀和截止阀)。然而,由于高压下氢气可能从非金属内胆泄漏,加上金属瓶口与非金属内胆连接处强度有限,这些部件容易发生事故,例如纤维全缠绕气瓶的爆炸。
  1. 加氢系统
高压气态储氢方式使得加氢过程中存在一定风险。在氢气注入车载储氢系统时,内部温度可能迅速升高,因此需实时监测储氢系统内的压力、容量和温度,并通过授权指令确保加氢安全。
  1. 供氢系统
在车辆运行时,供氢系统会将高压氢气通过减压阀降压后送至燃料电池堆,以满足电池对压力、温度和流量的需求。供氢系统存在关键零部件失效的风险,例如瓶口阀和减压阀的故障,以及管路接头的泄漏风险。为防止意外泄漏,应在储氢瓶口、乘客舱及燃料电池系统的潜在泄漏点安装多个氢气传感器。一旦检测到氢气泄漏,系统会立即报警,并采取紧急措施以确保安全。
  1. 燃料电池系统
燃料电池堆可能因设计缺陷、控制软件或硬件失效而面临风险。同时,燃料电池系统可输出高达300-600伏的电压,可能引发短路或电击。车辆碰撞时,不仅可能发生氢气泄漏,还可能伴随高压电风险。因此,安全设计显得尤为重要。通过监测电堆的电压、电流和冷却液温度,并利用多级调节控制与诊断功能,可以有效防止过热或漏电事故。此外,可通过系统绝缘检测、冷却液离子浓度监测,以及整车高压回路联结等措施降低风险。
  1. 储氢材料与电气元件
针对储氢系统中可能出现的氢脆问题,应选择合适的材料。例如,高压储氢瓶可采用铝合金或复合材料,燃料管道和阀件则需选用抗氢脆的不锈钢或聚合物材料。同时,在强度设计中预留足够的安全余量,确保所有组件符合国家安全标准。
为降低意外泄漏氢气被点燃的风险,燃料电池汽车中的电气元件应采用防爆、防静电、阻燃和防水材料。此外,通过氢系统控制器实时监控电气元件短路情况,一旦发生短路,系统会自动关闭所有电磁阀并切断氢气供应,同时通过报警系统提示司机采取应急措施。
氢燃料电池汽车的技术研发和安全设计需要在全产业链环节中不断优化,确保其在使用过程中的高效性和安全性。这对于推动清洁能源汽车的广泛应用具有重要意义。
结语
此次韩国忠州市氢燃料公交车爆炸事故,再次将氢能安全问题推至公众视野。虽然氢燃料汽车具备零排放和环保的显著优势,但其全产业链的安全性仍需进一步提升。 


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