长管拖车运氢不安全?这家公司上了几个新手段

维克·

在激活氢能经济的进程中,降低氢气供应价格成为当务之急,而氢气运输成本的控制与生产成本同等关键。

在此背景下,“长管拖车” 作为降低运输成本的核心设备,其重要性日益凸显。通过提升长管拖车的氢气运输能力、减少运输次数,能够有效降低运输成本。

据韩国业内称,目前,韩国氢气运输主要采用压力在 20兆帕 及以下的专用长管拖车,这类拖车每次最多可运输 320 - 350 公斤氢气,超过 400 辆氢气长管拖车已围绕加氢站投入运行,成为储存并运输大量氢气至韩国全国各地的 “血管” 。然而,其在运输过程中的安全与管理问题,也愈发受到社会各界重视。

当前,氢气长管拖车多为牵引车形式,其安全措施主要集中在失火防止、安全阀以及紧急切断阀三个方面。

但由于缺乏独立的监控系统,安全管理基本依赖驾驶员个人,导致氢气长管拖车处于 “事故盲区”,潜在风险不容忽视。

事实上,氢气拖车事故频发,安全管理已刻不容缓。

2021 年 12 月 28 日,一辆载有 325 公斤 19 兆帕氢气的长管拖车在韩国大田方向唐津盈德高速公路儒城隧道附近起火。

经分析,事故起因是车辆刹车过热引发轮胎起火,进而致使氢气罐温度和压力升高,安全阀启动排出氢气,最终引发氢气燃烧。尽管此次事故未造成人员伤亡,但长管拖车严重受损。

从全球看,也有类似事故,

2007年1月8日,在美国俄克拉荷马州,一辆氢气长管拖车与皮卡车相撞,导致氢气储罐爆炸,事故造成拖车司机死亡,10名电站工作人员受伤。

2019 年,美国加利福尼亚州圣克拉拉市一处空气产品转运设施在为氢气拖车加气时发生氢气泄漏,引发爆炸和火灾,造成两人受伤。

这些案例表明,氢气动力运输车辆安全是底线,维护与管理监督不能松懈。

为消除安全隐患,韩国江原道科技园区能源中心开展了氢气拖车安全装置监控示范项目,积极探索预防氢气管拖车事故的有效方法。

该项目聚焦氢气管道拖车加注、运输和使用过程中的关键环节,实施全方位监测。

在预防失火方面,针对加注和运输过程,改变以往仅依赖司机检查的方式,计划构建安全监控系统。在关键区域安装传感器,用于检测长管拖车加注和运输时与牵引车的气动连接是否断开、升起时起落架是否固定、高压管是否断开以及安全保护装置状态等。

同时,考虑到翻车事故风险,安装起落架监测传感器,防止因牵引车与挂车分离后起落架脱落引发重大事故。此外,为防范行驶过程中的氢气泄漏,还配备了气体检测传感器。

以往,长管拖车在加氢站(货场)的安全可通过站内气体检测传感器保障,但行驶途中一旦泄漏,因缺乏检测手段将极其危险。

韩国通用电气公司相关人士表示,氢气长管拖车的许多事故类型是可以提前预防的。目前,该公司已将安全监控系统应用于三陟桥洞运营的长管拖车,并对站台上的车辆安全状况进行监测,预计该系统将极大缓解民众对氢气长管拖车安全的担忧。

目前,江原科技园区正对其管理的 3 辆氢气管拖车安装安全监控系统,对牵引车连接、空气 / 电力电缆连接、起落架固定、失火防止装置运行状态、气体检测等安全管理系统进行验证,同时验证氢基础设施监控系统平台的运行情况以及设施振动传感器用于故障监控的效果。

该示范项目致力于构建基于物联网的监控平台,将安全传感器与制氢设施、加氢站和长管拖车等整体基础设施相连。通过精心选择电气和机械传感器,适配多种润滑剂环境,并集成定位、防爆和通信功能,开发出氢气长管拖车安全检测系统。

通过此项目,江原科技园区在三陟梧文洞加氢站、三陟桥洞氢气生产设施、三陟桥洞氢气公交车加氢站三个地点建立物联网安全管理系统,实现对设施运行的实时监控,并在故障发生时进行原因分析。同时,借助安全监控系统,对氢气管道拖车运输过程中的主销接合状态、拖车支撑腿状态、氢气泄漏情况和车辆位置进行检查,消除安全隐患。

此外,每个加氢站和氢气生产设施都将配备物联网安全管理系统和 “边缘服务器”,用于临时存储、转换和传输数据。

未来,江原科技园区能源中心还将建设远程服务器和监控系统控制室,用于存储和管理边缘服务器传输的数据。

江原科技园区认为,若该监控系统顺利运行,一方面可通过监控平台向公众公开氢气生产和加氢设施的氢气泄漏状况以及安全传感器运行情况,有效解决公众对氢气安全的担忧;另一方面,能为生产设施和加氢站运营商提供实时安全数据,并在故障时及时通知,助力其更高效地运营设施。

此外,项目实施过程中积累的数据,将为事故原因分析和针对性解决方案的制定提供有力支持。

值得一提的是,在提升氢气长管拖车运输效率与安全性的探索中,压力提升是重要方向之一。

中国长管拖车从 20 MPa 迈向 30MPa

和韩国类似,中国也是普遍采用20MPa 长管拖车,只适用于运输距离较近(运输半径200公里)和输送量较低的场景。

去年以来,鄂尔多斯、潍坊多地出台政策,鼓励采用30-50MPa管束集装箱车辆运输氢气。

而我国类似产品早已推出。2023 年 9 月 12 日,中集石家庄安瑞科气体机械有限公司与法液空集团成功推出国内首台 30MPa 碳纤维缠绕管束式氢气集装箱并实现批量生产。

2025年3月27日,在中国石化燕山石化氢气提纯装置现场,中国首台30兆帕氢气运输管束车顺利充装650公斤燃料电池氢后,驶出厂区,前往中国石化北京石油昌平西关加氢站,标志着中国氢能运输实现了从20兆帕到30兆帕的跨越。

相较于传统20兆帕管束车,30兆帕管束车卸氢量提高一倍、单车运氢成本可降低约30%,对推动产业技术突破与商业化应用具有重要意义。

遇到困难不少

然而,在迈向 30MPa 长管拖车的路上,对上游的气体公司和下游的加氢站都有升级改造的要求,而这个改造过程将带来投入的增加和较繁琐的流程。

一位业内相关人士表示,气体公司要想将氢气传输设备的压力从20MPa提升至30MPa,首先必须要向上级主管部门进行报批,一旦涉及到“氢”和“高压”这种敏感的安全问题,主管部门审批起来会慎之又慎,这个过程可能长达半年之久。

如果幸运地通过了审批,还要面临一笔不菲的改造开支。因为需要更换相关氢气管道、氢气压缩机、装气柱等设施设备,整体费用至少要大几十万、甚至可能要花费数百万。

对于加氢站来说,改造流程也是类似的。同样需要主管部门审批,同样要更换卸气柱、管道、阀门等设施。一位华南地区加氢站的负责人表示,改造时他们可能还要整站停业,不仅会造成经营损失,附近的氢能车辆也可能要随之停运。

对他来说,这是一件“费力且不讨好”的事情,他们也没有动力去推动。

铂道观点

氢气长管拖车如何做到既安全又有经济性,绝非单纯的技术革新就能一劳永逸。尽管韩国江原道科技园区的安全监控示范项目、中国企业高压长管拖车的探索等技术实践意义重大,但仍需政策与资金的有力支撑。

相关部门应出台完善安全标准、运营规范等政策,为行业发展指明方向;加大资金投入,支持企业研发创新与基础设施建设,降低技术应用成本。

只有技术创新与政策资金保障并行,才能消除公众对氢气运输安全的担忧,降低运输成本,让氢气长管拖车真正成为氢能经济安全高效运行的坚实纽带。