氢能产业风险分析与保险管理.docx

氢能产业风险分析与保险管理随着全球社会经济的高速发展，人类正面临气候变化和能源短缺的双重考验，实现能源转型和碳中和成为全球各国的共同愿景。2020年9月22日，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话并宣布：“中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”氢能作为一种来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源，能够帮助可再生能源大规模消纳，实现电网大规模调峰和跨季节、跨地域储能，加速推进工业、建筑、交通等领域低碳化进程，对构建清洁、低碳、安全、高效的能源体系及实现碳达峰、碳中和目标具有重要意义。保险作为现代金融体系的重要支柱之一，具有经济“减震器”和社会“稳定器”的功能，一方面可以运用风险分散机制为氢能产业提供覆盖全产业链、全生命周期的风险保障，另一方面可以通过创新保险产品和提供风险减量服务助力氢能产业实现高质量发展。一、氢能产业的发展概状中东战争引发了全球石油危机，美国为了摆脱对进口石油的依赖,首次提出“氢经济”概念，认为未来氢气能够取代石油成为支撑全球交通的主要能源。随着作为氢能利用重要载体的燃料电池在航空、航天、交通及储能等领域的应用实践，氢能产业取得快速发展。目前，世界主要经济体均已制定了氢能发展战略：日本于2017年发布了氢能基本战略，成为首个将氢能作为国家战略的国家；欧盟于2020年发布了欧盟氢能战略，旨在推动氢能在工业、交通、发电等领域的应用；美国也于2020年发布氢能计划发展规划，制定多项关键技术经济指标，期望成为氢能产业链中的市场领导者。近年来，我国高度重视氢能产业发展，在政策体系的建立健全、中长期发展规划、行业标准体系建设以及绿色创新发展路线等方面进行了重点布局。2021年10月，中共中央、国务院印发关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见，统筹推进氢能“制储输用”全链条发展；2022年3月，发改委发布氢能产业发展中长期规划（20212035年），氢能产业被确定为战略性新兴产业和未来产业重点发展方向；2024年政府工作报告指出要加快前沿新兴氢能等产业发展；2024年4月，中华人民共和国能源法（草案）提交全国人大常委会审议，氢能被正式列入能源范畴，标志着我国在法律层面对氢能作为能源的认可。目前，我国已初步掌握氢气的制备、储存、运输、加注等环节的主要生产技术和工艺，形成了较好的产业基础，氢能产业保持高速发展。在制氢环节，自2010年以来，我国一直是全球最大的制氢国，目前氢气年产量超过3000万吨。在储运环节，我国目前氢气的运输主要以高压长管拖车运输方式为主，同时开始了以“西氢东送”工程为代表的纯氢管道运输工程建设。在加注环节，据不完全统计，目前我国已建成的加氢站数量超过350座，约占全球总数的40%。在应用环节，我国的氢能主要应用于交通、能源、建筑及工业等领域，特别是在交通领域，我国氢燃料电池汽车保有量超万辆，已成为全球最大的氢燃料电池商用车生产和应用市场。二、氢能“制储输用”产业链介绍氢能的产业链大致可以划分为上游制氢、中游储运和下游应用3个环节，如图1所示。高压气态储氢低温液态储氢固态储氢有机液体储氢液氨储氢长管拖车管道堵车、槽车驳船货车图1氢能产业链1 .氢气的制造目前已实现的工业化制氢主要有三种技术路线：化石能源重整制氢、工业副产物提纯制氢及电解水制氢，而生物制氢、光解水制氢等技术尚未成熟，仍处于研究阶段。化石能源重整制氢主要分为煤制氢和天然气制氢。煤制氢主要的工艺流程包括煤气化、一氧化碳变换、酸性气体脱除及氢气提纯。天然气制氢主要是将甲烷和水蒸气在高温下，进行蒸汽重整反应和水气置换反应，最后净化制得氢气。工业副产提纯制氢是将在工业生产过程中副产的氢气通过分离并提纯的工艺来制氢。电解水制氢的基本原理就是在充满电解液的电解槽中通入直流电，使水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气。目前电解水制氢主流形式有四种：碱性水电解、质子交换膜电解、高温固体氧化物电解以及固体聚合物阴离子交换膜电解。世界能源理事会根据制氢工艺过程中所产生碳排放量的不同，将氢能分为灰氢、蓝氢和绿氢。灰氢是指通过化石燃料制取的氢气，在制氢过程中会有二氧化碳等气体排放。蓝氢是在灰氢的基础上，将制氢过程中产生的二氧化碳副产品通过捕获、利用和封存等技术减少了碳排放。绿氢是通过使用再生能源发电后再通过电解水等工艺制取的氢气，在制氢过程中完全没有碳排放。2 .氢气的存储根据存储原理的不同将氢气的存储分为物理储氢和化学储氢两大类。物理储氢是指单纯通过改变储氢条件，提高氢气密度，以实现储氢的技术，主要分为高压气态储氢与低温液态储氢。化学储氢是利用储氢介质在一定条件下与氢气发生化学反应生成稳定化合物的方式来实现氢气储存，根据储存介质不同，可分为固态储氢、有机液体储氢及液氨储氢等。3 .氢气的运输根据氢气不同的存储形态将氢气运输分为：气氢运输、液氢运输、固氢运输和有机液体运输。不同储存形态适用的运输工具也不尽相同,如气态氢气一般通过长管拖车或管道运输，液态氢气一般通过罐车、驳船等运输。4 .氢气的应用氢能的主要利用方式主要有三种：直接燃烧、通过燃料电池转化为电能及核聚变，目前氢能已经在交通运输、航空航天、工业制造、建筑及能源等多个领域得以广泛应用。氢燃料电池是氢能终端应用的最重要载体之一，它通过电化学反应将氢能转化为电能，并产生水作为唯一的副产品，具有高效率、无噪声、零碳排放等优点，可应用于交通工具、移动设备、电力供应等多种场景。三、氢能产业链面临的安全生产风险1 .氢气的燃爆风险氢气是极易燃气体，当空气中氢气浓度在4.1%74.8%时，遇明火即可引起爆炸。同时由于氢气的密度低，具有很强的扩散性，容易在密闭空间聚集形成爆炸性环境。在氢能产业链的各个环节，由于设备材料缺陷、人员操作不当或安全防控缺失等原因，均可能引发氢气燃爆事故。在制氢环节，通过化石能源重整制氢的，由于高温高压的生产环境会导致反应容器完整性失效，进而会引发危化品火灾、爆炸事故；通过电解水制氢的，如果氢气和氧气在电堆或分离器内部混合并达到爆炸浓度范围，遇到电气火花即可引发燃爆事故。在储运环节，在高压气态储氢场景下，一旦发生超温、充装过量等情况，储运设备就有可能因材料强度不足而发生超压爆炸；而在管道输氢场景下，输氢管道长时间受到土壤腐蚀、雨水冲刷等外部影响或管道本身存在裂纹、选材不当等自身缺陷均可能导致氢气泄漏进而引发喷射火灾事故。在用氢环节，更多是人为操作不当等原因引发氢气泄漏、燃爆等事故。2 .氢气泄漏引发的人员风险氢气具有易泄漏、易扩散的特性，且无色、无味，一旦发生泄漏一般无法通过视觉或嗅觉直接辨别，不易被察觉。虽然氢气是无毒性的，但是由于液氢气化时体积剧烈膨胀，在密闭或受限空间内，即使少量的液氢发生泄漏所产生的低温氢气的聚集就可能导致空间内氧气不足进而引起人员窒息。3 .氢能产业链的设备失效风险在氢气的储运及应用等环节中所使用的设备往往需要在超高压或极低温等严苛环境下工作，由于氢气会导致金属产生氢脆现象，显著降低金属的韧性、塑性以及抗延迟断裂的能力，这些都可能造成设备发生本体材质腐蚀速率加快、壳体出现裂纹、管口根部出现焊缝撕裂、复合材料黏合性降低等情况，导致相关设备出现功能失效进而引发安全生产事故。4 .跨行业的综合风险随着氢能行业的快速发展，其产业链将不断有新场景、新工艺、新装备的涌现，也将会有更多跨行业、跨学科的综合性风险产生。例如，在以“风光制氢”为代表的可再生能源电解制氢模式下，由于可再生能源发电存在不稳定性，而电解水制氢设备对电能质量的稳定性要求较高，频繁的电力波动会对设备的运行寿命及氢气的纯度质量造成影响，进而引发潜在的不确定风险。又如，在长距离输氢管道的建设及运营中，还将面临着复杂的地理环境、频发的地质灾害及与其他建筑工程的跨越、交叉等风险。5 .氢能产业链目前的风险暴露通过公开资料整理来看，全球范围内氢能产业发生的安全事故几乎涵盖了氢能产业链的各个环节，典型案例包括但不限于：2019年5月，韩国江陵市科技园区储氢罐测试时安全设施故障导致压力突然增加，引发储氢罐爆炸事故，事故造成2人死亡，6人受伤。2019年6月，美国某公司在加利福尼亚州的氢转运设施发生高压氢气泄漏事故,泄漏发生数秒后，氢气与空气混合发生爆炸，并产生高压喷射火焰。同一月，挪威奥斯陆加氢站高压储氢罐与管道之间的垫圈固定螺栓松动，在长期压力震荡作用下密封失效，氢气泄漏形成可燃气云并最终发生爆炸，事故造成2人受伤。2015年6月，我国内蒙古鄂尔多斯的一家化工企业的净化车间内换热器发生氢气泄漏导致氢气闪爆，事故造成3人死亡，6人受伤。2023年8月，我国江苏省东海县某企业内一辆氢气运输车辆发生氢气泄漏引发地面起火事故。从国外氢能安全事故数据库的相关统计数据来看，导致事故发生的主要原因涉及设备故障、人为操作失误和设计缺陷等，事故发生风险点位主要涵盖管道、配件、阀门以及储氢瓶、燃料电池等，事故发生的地点主要位于高校实验室、加氢站和与氢相关的商业设施等。四、保险促进氢能产业高质量发展的建议氢能产业的发展面临着诸多风险和挑战，保险业如何发挥自身价值以为氢能产业的高质量发展保驾护航？笔者有如下几点思考和建议。1 .要加强对氢能产业保险的重视程度保险业要以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导，全面贯彻党的二十大精神和中央金融工作会议精神，要“坚定不移走中国特色金融发展之路，推动我国金融高质量发展”，要做好“科技金融、绿色金融、普惠金融、养老金融、数字金融”五篇大文章，立足新发展阶段，贯彻新发展理念，坚持高质量、可持续等发展原则，构建绿色保险服务体系。保险业要将氢能产业保险的发展规划作为绿色保险发展体系中的重要一环，通过强化主体责任、增加资源投入、提升风控能力、健全服务体系等举措，积极为我国氢能产业的发展提供全产业链、全生命周期的保险保障及服务，促进氢能新质生产力的高质量发展。2 .要加强针对氢能产业的保险产品供给及创新由于氢能产业链长，复杂性高，不同项目、不同环节的风险特点各不相同，且我国氢能产业发展时间尚短，产业风险暴露不足，损失规律尚不明晰，这些因素都会导致保险公司对承保氢能产业相关风险持谨慎态度，且风险定价偏于保守。为了保障我国氢能企业安全生产运营，消除人民群众“谈氢色变”的固有观念，保险公司应从服务国家战略、服务实体经济的角度出发，加大对氢能企业的保险产品供给,加快能够覆盖氢能产业全生命周期的保险产品体系建设，同时要对氢能保险产品的风险定价给予一定倾斜，快速迭代风险定价模型，提升氢能企业购买保险产品的性价比。由于氢气属于易燃气体,长期以来一直被纳入危化品管理,按安全生产法要求，氢能企业作为高危行业生产经营单位，应当投保安全生产责任保险。虽然中华人民共和国能源法（草案）正式将氢能纳入能源范畴，可能会降低对氢能行业的安全管控级别，但为了保证氢能企业在发生安全生产事故后能够及时对所造成的损失进行赔偿，建议仍要强制要求氢能企业购买安全生产责任保险，各级财政部门可以考虑出台相关的保费补贴政策。考虑到不同环节的氢能企业在实际生产运营中可能对第三方造成的影响程度不同，相关企业可在投保安全生产责任保险的基础上购买保额更高的其他责任保险产品，如制氢企业可以投保环境污染责任保险，加氢站可以投保公众责任保险,氢气运输车辆可以投保道路危险货物承运人责任保险等。除通过投保相关责任保险转移了对雇员及第三方的风险外，氢能企业还可对自身资产及营业利润通过投保财产保险、机器损坏保险及营业中断保险等保险产品来转移因自然灾害和意外事故造成的损失。对已成熟运营的氢能企业，传统的保险产品基本能够满足其对风险转移的需求，但相比之下，保险公司更要加大对氢能产业科技创新的支持力度，可从三个方面入手。一是针对氢能企业在新技术、新材料、新设备的研发过程中，因自