經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，純電動(dòng)車(chē)的技術(shù)瓶頸日益凸顯，續(xù)航和充電速度成為制約其下一步發(fā)展的最大障礙。各方在努力突破瓶頸困境的同時(shí)，也在試圖尋找其他替代能源。這時(shí)，一直存在于我們身邊的“氫能”進(jìn)入人們視野。據(jù)豐田數(shù)據(jù)顯示，氫燃料電池汽車(chē)可實(shí)現(xiàn)充氫3分鐘，續(xù)航超過(guò)500公里，甚至可超過(guò)柴油動(dòng)力車(chē)。由此可見(jiàn)，新能源汽車(chē)市場(chǎng)定將在不久的將來(lái)迎來(lái)一場(chǎng)群雄逐“氫”的場(chǎng)面。同時(shí)，隨著氫燃料電池汽車(chē)的進(jìn)一步推廣，無(wú)疑將會(huì)催生液氫運(yùn)輸船的市場(chǎng)需求。
目前，業(yè)界主要采用高壓氣瓶對(duì)氫氣進(jìn)行儲(chǔ)存運(yùn)輸，該運(yùn)輸方式技術(shù)成熟，但儲(chǔ)氫密度小、運(yùn)輸效率低。相比于高壓儲(chǔ)氫，液氫儲(chǔ)氫密度高達(dá)71g/L，是氫能源儲(chǔ)存中純度最高、單位體積和質(zhì)量下能量密度最大的儲(chǔ)氫形式，也是未來(lái)氫能大規(guī)模運(yùn)輸所采用的主要方式。但是液氫運(yùn)輸方式增加了氫氣液化深冷過(guò)程，對(duì)設(shè)備、工藝、能源的要求更高。那么，液氫散裝運(yùn)輸船舶需要關(guān)注哪些風(fēng)險(xiǎn)控制措施呢？
據(jù)中國(guó)船級(jí)社武漢規(guī)范所工業(yè)技術(shù)部（研發(fā)部）主任范洪軍介紹，液氫具有易泄漏、氫脆、易燃、易爆、超低溫等危險(xiǎn)。如能充分分析研究這些危險(xiǎn)，并提出可行的危險(xiǎn)控制措施，液氫將可以作為一種安全燃料使用。
易漏
氫氣的粘性低，滲透性較高，這導(dǎo)致氫氣不僅容易從焊縫、法蘭、密封墊圈等處發(fā)生泄漏，而且泄漏不易被發(fā)現(xiàn)控制較為困難。為此，可采用以下措施減少氫氣泄漏的可能性：
（1）儲(chǔ)罐、管道、設(shè)備等盡可能采用全焊透型焊接，并做氣體泄漏檢驗(yàn)。
（2）采用雙層管等手段圍護(hù)泄漏。
（3）優(yōu)化可燃?xì)怏w探頭的布置。
氫脆
由于氫的高滲透性導(dǎo)致氫易于溶于金屬合金中，氫在金屬合金中聚合為氫分子，造成應(yīng)力集中，超過(guò)金屬的強(qiáng)度極限，在鋼內(nèi)部形成細(xì)小的裂紋，進(jìn)而導(dǎo)致裂紋擴(kuò)展及垮塌。一般高強(qiáng)度的鋼、鈦合金、鋁合金易于產(chǎn)生氫脆。氫脆現(xiàn)象與金屬合金中的碳含量相關(guān)。純的非合金鋁具有較高的抗氫致脆斷能力，316等級(jí)的不銹鋼、銅鎳合金等可用于氫能源儲(chǔ)存和運(yùn)輸領(lǐng)域，銅可用于低壓設(shè)備。
易燃易爆
氫氣的可燃極限范圍、爆轟極限范圍很寬泛，而且最小點(diǎn)燃能量非常低，這導(dǎo)致氫氣極易燃燒，微小的靜電火花液容易著火。因此儲(chǔ)存和使用氫氣的場(chǎng)所不僅要嚴(yán)禁煙火，還必須采取嚴(yán)格的防靜電措施。例如選用防爆型電氣設(shè)備，設(shè)備接地，排除熱表面等。
火災(zāi)和爆炸
氫氣燃燒的火焰不僅溫度較高，而且在白天的可見(jiàn)度較低，難于通過(guò)感光探測(cè)。氫氣的燃燒速度較高，火焰的傳播速度較快，是天然氣火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊?倍，這導(dǎo)致火焰比較難于撲滅，而且在封閉空間內(nèi)引發(fā)爆炸的可能性很大。為此，建議：
（1）在人員防護(hù)方面，為了避免氫氣火災(zāi)的火焰影響和UV（紫外線）輻射，配備消防員裝備和防護(hù)設(shè)備。
（2）在滅火方面，在發(fā)生氫氣火災(zāi)情況下，采用化學(xué)干粉滅火系統(tǒng)和二氧化碳滅火系統(tǒng)。對(duì)于氫氣火災(zāi)，應(yīng)考慮提高二氧化碳的量，建議二氧化碳設(shè)計(jì)量應(yīng)為受保護(hù)空間總體積的75%或以上。
超低溫
液氫需要在-253℃的環(huán)境下儲(chǔ)存和運(yùn)輸，為此，液氫儲(chǔ)罐、管系、設(shè)備等除了需要抵抗氫脆外，尚需具有耐受超低溫的能力。除此之外，還要考慮溫度變化帶來(lái)的材料膨脹和收縮。
從貨物操作時(shí)的惰化角度來(lái)看，由于液氫為-253℃，在此溫度下絕大多數(shù)氣體會(huì)凝固成固體，不僅會(huì)堵塞閥門(mén)管道，液氫中混有固體氧氣還有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。為了避免惰性氣體被冷凝和凝固，可通過(guò)兩個(gè)步驟實(shí)現(xiàn)惰化操作。一是使用冷凝溫度更低的惰性氣體氦氣（冷凝溫度為-269℃）進(jìn)行惰化；二是先使用氣態(tài)氫氣將系統(tǒng)升溫至-193℃以上，然后使用氮?dú)猓ɡ淠郎囟葹?196℃）惰化。
未經(jīng)絕熱保護(hù)的液氫管道周?chē)目諝鈺?huì)發(fā)生冷凝，由于空氣中的氮?dú)夂脱鯕獾睦淠郎囟炔煌瑫?huì)導(dǎo)致氧氣先冷凝，氮?dú)夂罄淠ㄑ鯕獾睦淠郎囟葹?183℃，氮?dú)獾睦淠郎囟葹?196℃），在溫度沒(méi)有降低到液氮的冷凝溫度之前，冷凝層的主要成分為液氧，形成富氧環(huán)境，易于形成可燃環(huán)境。為此，應(yīng)做好管道的絕熱，避免空氣冷凝形成富氧環(huán)境。
當(dāng)然，人員的低溫防護(hù)也是需要重點(diǎn)考慮的方面。
快速蒸發(fā)
氫氣的沸點(diǎn)和氣化潛熱均較低，蒸發(fā)速率較快，液氫氣化的體積膨脹是845倍，如果在某一固定體積內(nèi)液氫完全氣化，則體積內(nèi)的壓力會(huì)從0bar升高至1720bar。所以需要做好儲(chǔ)罐和管路的絕熱，并考慮一定的蓄壓能力。
正氫和仲氫轉(zhuǎn)化
在熱平衡狀態(tài)下，氫氣由75%的正氫（ortho-hydrogen）和25%的仲氫（para-hydrogen）組成，液化后，正氫不穩(wěn)定，會(huì)轉(zhuǎn)化成更加穩(wěn)定的仲氫，轉(zhuǎn)化過(guò)程釋放大量的熱量，導(dǎo)致液氫的蒸發(fā)率大幅提高，而沒(méi)有催化劑的轉(zhuǎn)化過(guò)程一般需要持續(xù)幾天的時(shí)間。因此在液化過(guò)程中，會(huì)通過(guò)催化劑使得成品液氫中的仲氫濃度達(dá)到95%左右，轉(zhuǎn)化基本上可以完成，所以對(duì)于商品液氫來(lái)講，可忽略這種效應(yīng)帶來(lái)的蒸發(fā)率升高。
范洪軍表示，氫能源的利用和發(fā)展正如50多年前天然氣燃料的需求帶動(dòng)了LNG運(yùn)輸船的發(fā)明。LNG海上運(yùn)輸?shù)某晒Γ梢允刮覀兿嘈?，通過(guò)國(guó)際工業(yè)界、政府、國(guó)際組織、船級(jí)社等各方的共同努力，液氫的海上運(yùn)輸將成為現(xiàn)實(shí)。
此外，范洪軍還補(bǔ)充道，若使液氫產(chǎn)業(yè)鏈成為現(xiàn)實(shí)，我們還需關(guān)注制氫、氫的液化、液氫陸上運(yùn)輸、液氫加注、液氫氣化利用等各個(gè)環(huán)節(jié)。
