根据自 2006 年推出以来自愿向政府 H2Tools 网站报告的信息,在 347 份包含可能原因的报告中,有 25.9% 的报告特别引用了设备故障,而大约 9.8% 的报告归咎于人为错误,这是第二大最常见的报告原因。
2019 年,在马萨诸塞州劳伦斯发生重大天然气泄漏后,能源供应商 Eversource 的工人在管道上工作,迫使居民撤离家园。
其他与技术相关的原因,如设计缺陷、材料不兼容或其他设备不足,占这些事件可能原因的 13.3%。“大约一半的报告事件涉及压力容器、管道和阀门系统,其次涉及压缩气体罐、电气问题和测量传感器故障,”NETL 在其报告中指出。同时,在确定了影响因素的 435 份报告中,仅 4.8% 提到了设备故障,7.4% 提到了设计缺陷,而人为错误、缺乏态势感知和其他相关的作或程序问题则更常见。
虽然在描述事故结果的 282 份报告中,有 29.5% 没有报告损害或伤害,但大约 17% 的事件报告了伤害(6.6% 的事件要求员工请假恢复或导致残疾),而 5.2% 报告了死亡。近 40% 的事件涉及财产损失或设施关闭。截至 2012 年,当年报告的大约 200 起事件中,绝大多数发生在实验室环境中。但是,随着氢气开始在实验室外以及商业或家庭应用中生产、输送、储存和使用,NETL 警告说,必须采取泄漏预防措施,以防止潜在的危险事故。
部分问题在于 H2 不仅是一种比甲烷更小、更轻的分子,这使得它能够更快地从设备中泄漏并在整个太空中稀释,而且在空气中的可燃性范围也要大得多。
“具体来说,天然气的可燃性限制为 5-15%(体积),而氢气-空气混合物在 4-75% 氢气体积范围内易燃,”根据 NETL 报告。“再加上氢气的最小点火能量约为天然气的 5%,氢气-空气混合物的火灾危险明显大于天然气-空气混合物。”
氢气在空气中的最小点火能量约为 0.017mJ,或是人体自然释放的静电冲击电荷的六十分之一。
然而,该报告还指出,虽然一些事件确定了起火是由于“工厂人员的静电放电”造成的,但起火的发生也是由于“电气设备故障或接地不当、管道接地不当、气流中存在带电粒子(包括来自管道内表面氧化层的粒子)以及氢气泄漏的管道法兰对之间的日冕放电”。
而且,由于氢火往往比化石气体火燃烧得更猛烈,这可能意味着火焰加速和爆炸更快,封闭空间内的氧气消耗更快,从而增加窒息的风险。