ГОСТ Р 57272.6—2016
Приложение А
(справочное)
Хранение опасных материалов
Хранение водорода является примером хранения опасных материалов. С хранением опасных материалов
связано несколько видов рисков. Новые технологии обеспечивают новые способы хранения, например, с исполь
зованием экстремально высокого давления, экстремально низких температур и экстремальных объемов хранили
ща. Водородное топливо в перспективе может стать заменой топливу, получаемому из полезных ископаемых. Даже
наиболее безопасные для окружающей среды технологии содержат отходы переработки, что может служить источ
ником риска. Переработка требует больших мощностей и безопасного промежуточного и долгосрочного хранения
отходов. В отличив от нефтепродуктов, водород может быть легко получен из доступных источников. Водород не
загрязняет окружающую среду и в качестве побочного продукта дает безопасную воду. Но его хранение вызывает
трудности, поэтому водород в качестве топлива не находит широкого применения.
Водород является легковоспламеняющимся газом. Водород легко формирует с воздухом взрывчатую смесь.
Диапазон концентраций водорода в воздухе, при которых смесь воспламеняться, крайне высок. Смесь, содержа
щая в объемном отношении 4 % водорода, также легко воспламеняется, как и смесь, содержащая в объемном
отношении 75 % водорода. Энергия, необходимая для воспламенения смеси водорода и воздуха настолько мала, что
отсутствие источника возгорания не может быть гарантией безопасности. К тому же водород является одним из двух
газов, на которые не распространяется эффект Джоуля — Томсона. Это означает то. что сжижение водорода
происходит только после того, как температура газа снизилась до определенного значения. При атмосферном дав
лении грамм водорода занимает объем около одиннадцати литров воздуха. В связи с этим, для удобства хранения, газ
сжимают под давлением в несколько сотен атмосфер и хранят в сосудах высокого давления. В жидкой форме водород
можно хранить только при криогенных температурах. При атмосферном давлении кипение жидкого водо рода
происходит при температуре минус 253 ”С. При подъеме температуры выше точки кипения, водород мгновен но
переходит из жидкого состояния в газообразное.
Решением данной проблемы является хранение водорода в гидридной форме. Данный метод использует
сплав, способный поглощать и удерживать большие объемы водорода, посредством образования гидридов. Дан
ная технология находится на стадии разработки и возможно в будущем приведет к более безопасному хранению
водорода. Так же крайне важна износостойкость системы хранения водорода.
Другой проблемой, связанной с хранением водорода, является большой расход энергии, например, требуе
мой для сжатия водорода, сжижения водорода или заполнения хранилищ. Система заполнения хранилищ и разда
чи водорода должна быть эффективной, так как эти процедуры требуют больших энергетических затрат и
связаны с возможными утечками водорода. Системы хранения водорода в настоящее время имеют большой вес
и объем, что не соответствует модельному ряду используемых транспортных средств.
Взрывы, произошедшие в 1985 году в Норвегии на заводе по производству аммиака, показывают реальную
опасность хранения водорода. Утечка водорода внутри здания вызвала несколько взрывов, за которыми последо
вало сильное возгорание. В ходе инцидента три человека получили сильные ранения, двое из них затем сконча
лись. Здание завода было полностью разрушено. В отчете о происшествии говорится, что водород внутри здания
смешался с воздухом и образовал горючее облако. Вероятнее всего, горячий подшипник вызвал взрыв. Предпола
гают. что часть облака взорвалась, что повысило давление внутри здания примерно до 10 бар. Крышу здания снес ло.
это повредило трубу из башни промывки, которая выпустила новую струю огня с начальным пламенем длиной 50
м всего за 30 с. Водород также просочился в канализационную систему через маленький обходной клапан, что
привело к дальнейшим взрывам в коллекторе.
Расследование данного инцидента пришло к следующим выводам:
- причиной инцидента была ошибка эксплуатации, технический отказ и ненадлежащее проектирование;
- утечка составила 10 или 20 кг газообразного водорода;
- вероятнее всего, взрыв вызвал контакт горячего подшипника с водородным облаком:
- взрыв породил большое количество опасностей;
- стеклянные окна были разбиты в радиусе до 700 м от центра взрыва, что представляло серьезную опас
ность для людей;
- взрыв привел к образованию пламени в большом объеме;
- последствиями взрыва газа стали пожары.
10