我國(guó)氫能技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系初步研究

趙剛

摘 ?要：能源短缺已經(jīng)嚴(yán)重制約了世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，由于資源的多樣性和環(huán)境的清潔性，更多的人有望參與其中。綜述了國(guó)內(nèi)外氫能利用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的情況，分析了我國(guó)在建立氫能利用標(biāo)準(zhǔn)體系中的作用，闡述了我國(guó)氫能利用標(biāo)準(zhǔn)體系的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：氫能;技術(shù)規(guī)范;標(biāo)準(zhǔn)化;體系

當(dāng)前，能源短缺和過(guò)度消費(fèi)是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要障礙。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步快速發(fā)展，我國(guó)出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)性的石油短缺，這種局面將進(jìn)一步加劇。在石油短缺和能源大量消耗的雙重壓力下，迫切需要改變能源供給結(jié)構(gòu)，確保能源安全。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的重要手段之一是制定多元化能源發(fā)展戰(zhàn)略，這包括尋找合適、安全的替代能源，特別是太陽(yáng)能、風(fēng)能和氫能。本文圍繞國(guó)內(nèi)外氫能利用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的發(fā)展，對(duì)建立符合我國(guó)氫能利用技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的標(biāo)準(zhǔn)體系進(jìn)行了初步探討，提出了氫能利用標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)，對(duì)氫能標(biāo)準(zhǔn)體系的研究可以為今后的標(biāo)準(zhǔn)化工作提供參考和依據(jù)，我國(guó)氫能的科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)了氫能產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

一、國(guó)內(nèi)外氫能技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

1.1國(guó)外氫能技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)狀

一些發(fā)達(dá)國(guó)家近十年來(lái)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率穩(wěn)步提高。同時(shí)，他們高度重視氫氣技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化方面的國(guó)際合作。發(fā)達(dá)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)體系正在完善，發(fā)達(dá)國(guó)家之間的技術(shù)聯(lián)盟壟斷了一些標(biāo)準(zhǔn)。例如，美國(guó)和日本致力于燃料電池標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際化，并尋求壟斷此類電池的開(kāi)發(fā)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織和國(guó)際電工委員會(huì)成立了氫能技術(shù)委員會(huì)，所有這些都旨在制定氫能的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。具影響力的國(guó)際氫能合作組織與聯(lián)合國(guó)污染與能源工作組密切合作，正在制定全球統(tǒng)一的氫燃料電池汽車法規(guī)。氫能的國(guó)際監(jiān)管要求和標(biāo)準(zhǔn)正在逐步形成，并商定了氫能標(biāo)準(zhǔn)示范法。

1.2我國(guó)氫能利用規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)是2008年8月與氫能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)達(dá)成合作。在國(guó)家的積極支持和專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)的努力下，我國(guó)各相關(guān)領(lǐng)域的科研機(jī)構(gòu)和專業(yè)人員制定了一系列的國(guó)家和行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，氫能利用對(duì)推動(dòng)氫能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有重要作用。

二、我國(guó)氫能標(biāo)準(zhǔn)體系框架的建立

2.1氫能標(biāo)準(zhǔn)體系表的作用

標(biāo)準(zhǔn)氫能系統(tǒng)是由氫能領(lǐng)域一系列相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)組成的科學(xué)有機(jī)結(jié)構(gòu)，是一個(gè)描述能源技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)整體結(jié)構(gòu)的工作計(jì)劃，反映了我國(guó)氫能行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系的必要性和計(jì)劃性標(biāo)準(zhǔn)。因此，氫能標(biāo)簽系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)在我國(guó)具有重要的意義。

2.2對(duì)于氫能標(biāo)準(zhǔn)體系表的建立原則

2.2.1科學(xué)性

編制氫能標(biāo)準(zhǔn)體系應(yīng)遵循標(biāo)準(zhǔn)化的基本原則，科學(xué)依據(jù)是保證技術(shù)系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。標(biāo)準(zhǔn)體系的層次結(jié)構(gòu)應(yīng)以氫能產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展理念和相應(yīng)的行為模式為基礎(chǔ)。

2.2.2全面與協(xié)調(diào)性

標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)必須完全配置，以充分反映系統(tǒng)的完整性。因此，有必要對(duì)與氫能相關(guān)的各種技術(shù)、產(chǎn)品和維修制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，并納入標(biāo)準(zhǔn)體系。此外，這些標(biāo)準(zhǔn)與其局限性有著不可分割的聯(lián)系，必須相互協(xié)調(diào)，形成全面均衡的標(biāo)準(zhǔn)體系。

2.2.3系統(tǒng)性

系統(tǒng)性是標(biāo)準(zhǔn)體系中標(biāo)準(zhǔn)之間內(nèi)在聯(lián)系和差異的反映。為了使標(biāo)準(zhǔn)體系表在內(nèi)容和層次上充分體現(xiàn)系統(tǒng)性，必須根據(jù)氫能工藝的一般要求，區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)的一般特征和個(gè)別特征，而應(yīng)采取的措施則將標(biāo)準(zhǔn)工程劃分為不同層次的相應(yīng)措施。

2.2.4先進(jìn)性

氫能標(biāo)準(zhǔn)表所列標(biāo)準(zhǔn)在采用和修訂國(guó)際和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)充分體現(xiàn)互惠原則，并充分體現(xiàn)氫技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)代國(guó)際、國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的兼容性。

2.2.5兼容性

現(xiàn)有的氫能國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在納入標(biāo)準(zhǔn)體系時(shí)將優(yōu)先考慮標(biāo)準(zhǔn)要素，充分利用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的研究成果，促進(jìn)國(guó)內(nèi)外產(chǎn)業(yè)信息資源的區(qū)域開(kāi)發(fā)。

2.2.6預(yù)見(jiàn)性和開(kāi)放性

編制標(biāo)準(zhǔn)體系表，必須考慮現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步的需要，以及未來(lái)科學(xué)技術(shù)和世界先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展。同時(shí)，根據(jù)我國(guó)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，逐步擴(kuò)大和更新氫能標(biāo)準(zhǔn)體系，不斷完善國(guó)外國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，因此，標(biāo)準(zhǔn)體系表作為氫能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)踐指南，必須具有可預(yù)測(cè)性和開(kāi)放性。

2.3氫能標(biāo)準(zhǔn)體系的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容

標(biāo)準(zhǔn)主要包括與氫相關(guān)產(chǎn)品的名稱、術(shù)語(yǔ)和編號(hào)有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。氫氣的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主要包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如純度、雜質(zhì)含量、相關(guān)試驗(yàn)方法、產(chǎn)品評(píng)價(jià)指標(biāo)等）;氫氣安全標(biāo)準(zhǔn)包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，適用于制備、清洗、儲(chǔ)存、運(yùn)輸?shù)炔煌に囘^(guò)程;氫氣站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)包括設(shè)計(jì)、技術(shù)要求、工藝流程等;氫氣制備和凈化標(biāo)準(zhǔn)包括各種制氫方法的國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，如氫氣、水和氫氣、可再生能源、核能等的生產(chǎn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);儲(chǔ)氫、充氫設(shè)備和氫氣凈化相關(guān)附件等標(biāo)準(zhǔn)，包括儲(chǔ)氫、輸氫、充氫的技術(shù)要求、設(shè)備及應(yīng)用;氫能應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)包括但不限于與氫燃燒和燃料電池有關(guān)的技術(shù)要求、設(shè)備和應(yīng)用;與氫氣有關(guān)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)包括但不限于與試驗(yàn)方法、試驗(yàn)方法的制備和儲(chǔ)存、燃料和氫氣應(yīng)用及相關(guān)設(shè)備有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

三、氫能標(biāo)準(zhǔn)體系的發(fā)展趨勢(shì)

3.1制定有關(guān)氫安全方面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)體系

目前，我國(guó)還沒(méi)有統(tǒng)一的氫氣安全系統(tǒng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB4962-2008《氫能安全技術(shù)規(guī)程》不符合氫能應(yīng)用的要求。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家在這方面做了大量的工作，也以規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)的形式促進(jìn)和引導(dǎo)了產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展。因此，作為氫氣標(biāo)準(zhǔn)體系的重要組成部分，建立和完善氫氣安全標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫。

3.2加強(qiáng)氫能應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化

如上所述，在歐洲和美國(guó)，已經(jīng)制定了氫能和燃料電池的標(biāo)準(zhǔn)體系。因此，我國(guó)應(yīng)積極推進(jìn)氫能應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化，并以此為出發(fā)點(diǎn)和著力點(diǎn)，在全國(guó)氫能標(biāo)準(zhǔn)體系中推進(jìn)氫能應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化，以促進(jìn)氫能標(biāo)準(zhǔn)體系其他領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程。歸根結(jié)底，各解決體系修訂過(guò)程中涉及不同標(biāo)準(zhǔn)行業(yè)的問(wèn)題。

3.3加強(qiáng)氫氣運(yùn)輸和儲(chǔ)存標(biāo)準(zhǔn)化

液氫貯罐和固氫貯罐單元僅適用于普通鋼瓶，這無(wú)疑是儲(chǔ)氫技術(shù)應(yīng)用的明顯障礙。作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)草案的一部分，國(guó)際上所有固態(tài)氫系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)制定。因此，必須加大對(duì)儲(chǔ)氫和充氫系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和開(kāi)發(fā)力度。

3.4加強(qiáng)氫能基礎(chǔ)與管理方面標(biāo)準(zhǔn)的制修訂工作

我國(guó)氫能標(biāo)準(zhǔn)體系所要求的標(biāo)準(zhǔn)尚未公布，特別是在氫能利用的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)化和監(jiān)管領(lǐng)域，只有一個(gè)氫能國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。因此，我們需要加強(qiáng)氫能使用的監(jiān)管框架和制度，包括術(shù)語(yǔ)和圖形符號(hào)、分類和規(guī)范、控制制度、控制程序、規(guī)范、計(jì)量等方面的修訂。

四、結(jié)語(yǔ)

氫能標(biāo)準(zhǔn)體系的建立是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，需要相關(guān)部委、企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)的協(xié)調(diào)、配合。建立一個(gè)完整的氫能標(biāo)準(zhǔn)體系，保證標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中的分工協(xié)調(diào)，是非常重要的。為保證氫能標(biāo)準(zhǔn)體系的科學(xué)性和完整性，建議定期修訂標(biāo)準(zhǔn)體系表?？紤]到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的變化和對(duì)新能源和可再生能源的實(shí)際需求，這是規(guī)劃和制定標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)?？茖W(xué)合理的氫能標(biāo)準(zhǔn)可以為我國(guó)氫能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化提供有效保障，穩(wěn)步科學(xué)地開(kāi)展氫能標(biāo)準(zhǔn)化工作。

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