文/陳海林
氫能是一種靈活高效、應用場景豐富的“二次能源”,是推動傳統(tǒng)化石能源清潔高效利用和促進可再生能源消納的重要媒介,是實現(xiàn)交通、能源、建筑、工業(yè)等領域深度脫碳的重要載體。作為未來國家能源體系的重要組成部分,氫能技術的創(chuàng)新活躍,是全球產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱點之一。隨著全球能源轉(zhuǎn)型的持續(xù)推進和我國“雙碳”目標的確定,氫能產(chǎn)業(yè)已成為應對氣候變化、建設脫碳社會的重要領域。
“十四五”以來,隨著我國2030年碳達峰、2060年碳中和目標的提出,氫能產(chǎn)業(yè)受到了社會各界更廣泛的關注。
2021年,我國在《關于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展經(jīng)濟體系的指導意見》中提出,要推動能源體系綠色低碳轉(zhuǎn)型;堅持節(jié)能優(yōu)先,完善能源消費總量和強度雙控制度;提升可再生能源利用比例,大力推動風電、光伏發(fā)電發(fā)展,因地制宜發(fā)展水能、地熱能、海洋能、氫能、生物質(zhì)能、光熱發(fā)電。同年,財政部、工業(yè)和信息化部、科學技術部、國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局等5個部門共同發(fā)布了《關于啟動燃料電池汽車示范應用工作的通知》,要求各示范城市群建立健全示范應用統(tǒng)籌協(xié)調(diào)機制,建立完整產(chǎn)業(yè)鏈、供應鏈,暢通國內(nèi)大循環(huán),探索合理商業(yè)模式。
2022年,國家發(fā)展和改革委員會、國家能源局共同發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃(2021—2035年)》,統(tǒng)籌布局,明確了氫能在我國能源綠色低碳轉(zhuǎn)型中的戰(zhàn)略定位、總體要求和發(fā)展目標,推動我國氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
上海是全國首批燃料電池汽車示范城市群,其氫能產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展居全國前列。經(jīng)過多年科技攻關和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,上海的行業(yè)核心技術與關鍵產(chǎn)品不斷突破,示范應用規(guī)模不斷推廣,企業(yè)呈現(xiàn)快速發(fā)展態(tài)勢,發(fā)展質(zhì)量持續(xù)提升,已初步掌握氫能的制取、儲運、加注和燃料電池系統(tǒng)集成等重要技術和生產(chǎn)工藝,氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈相關企業(yè)達到100多家,產(chǎn)業(yè)規(guī)模達到約300億元。
截至2022年3月,國家標準化管理委員會已批準發(fā)布氫能領域國家標準101項,涵蓋術語、氫安全、制氫、氫儲存和輸運、加氫站、燃料電池及其應用等方面。其中,31項標準歸口在全國氫能標準化技術委員會(SAC/TC 309),39項歸口在全國燃料電池及液流電池標準化技術委員會(SAC/TC 342),14項歸口在全國汽車標準化技術委員會(SAC/TC 114)。
根據(jù)國家標準分布情況,氫制備方面制定了水電解制氫、變壓吸附提純制氫、太陽能光催化制氫等相關國家標準;氫儲存和輸運方面制定了固定式高壓儲氫容器、加氫站用儲氫裝置等相關國家標準;加氫站方面制定了加氫站技術規(guī)范、加注連接裝置、移動式加氫設施等相關國家標準;燃料電池方面制定了燃料電池系統(tǒng)及零部件的技術要求和測試評價方法等相關國家標準;氫能應用方面制定了氫燃料電池汽車、燃料電池備用電源、便攜式燃料電池發(fā)電系統(tǒng)、固定式燃料電池發(fā)電系統(tǒng)等方面的相關標準。
上海主要通過上海市氫能標準化技術委員會(以下簡稱“上海市氫標委”)、上海市節(jié)能協(xié)會等團體標準組織開展相關標準的制修訂工作。上海市氫標委重點圍繞氫能“制儲輸用”全產(chǎn)業(yè)鏈,負責本市氫能領域的地方標準化技術歸口管理工作,這也是長三角區(qū)域成立的首個氫能領域地方標準化技術委員會。上海市氫標委自成立以來,積極組織開展氫能產(chǎn)業(yè)標準調(diào)研座談會,與國內(nèi)外氫能領域龍頭企業(yè)展開密切交流合作,編制了《上海市氫能地方標準規(guī)劃》,與國際知名企業(yè)和機構聯(lián)合組建了國際氫標準聯(lián)合研究中心,為本市氫能標準化高質(zhì)量發(fā)展奠定了良好的基石。
當前,我國處于氫能產(chǎn)業(yè)化初期,很多技術和產(chǎn)品尚不成熟,示范應用逐步啟動,評價尺度和執(zhí)行標準不統(tǒng)一,迫切需要統(tǒng)一標準,從而規(guī)范行業(yè)發(fā)展。氫能產(chǎn)業(yè)在擴張規(guī)模的同時,更需要注重質(zhì)量和產(chǎn)業(yè)安全,實現(xiàn)標準制定與技術提升和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相互促進。
2023年8月,國家標準化管理委員會、國家發(fā)展和改革委員會、工業(yè)和信息化部等6個部門聯(lián)合發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)標準體系建設指南(2023版)》(以下簡稱《指南》),這是國家層面首個氫能全產(chǎn)業(yè)鏈標準體系建設指南。
《指南》確定了當前氫能標準研制的重點,更貼近氫能和燃料電池汽車領域的技術創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)實踐,在一定程度上體現(xiàn)了國家支持氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的信心和決心,為產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向。
《指南》系統(tǒng)構建了氫能“制儲輸用”全產(chǎn)業(yè)鏈標準體系,涵蓋基礎與安全、氫制備、氫儲存和輸運、氫加注、氫能應用5個子體系,按照技術、設備、系統(tǒng)、安全、檢測等做了進一步分解,形成了20個二級子體系、69個三級子體系(見圖1)。
圖1 氫能產(chǎn)業(yè)標準體系架構圖
《指南》提出了未來氫能領域標準制修訂工作的重點,主要涵蓋以下5個方面。
該項工作重點在于確?;A共性標準的制定,包括術語、圖形符號、氫能綜合評價、氫品質(zhì)、通用件等方面;同時,也要關注氫安全基本要求、臨氫材料、氫密封、安全風險評估、安全防護、監(jiān)測預警、應急處置等氫安全通用標準的制定。這些標準是氫能供應與氫能應用的基礎支撐。
該項工作重點包括制定氫分離與提純、水電解制氫、光解水制氫等方面的標準。這些標準旨在推動綠色低碳氫來源相關標準的制定和修訂,以確保氫的制備過程符合環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展的要求。
該項工作重點在于制定氫氣壓縮、氫液化、氫氣與天然氣摻混、固態(tài)儲氫材料等方面的氫儲運基本要求;同時,還包括制定容器、氣瓶、管道等氫儲運設備,以及氫儲存輸運系統(tǒng)等方面的標準。這些標準旨在推動安全、高效的氫儲運體系的建設。
該項工作重點包括制定加氫站設備、系統(tǒng)和管理等方面的標準。這些標準旨在推動加氫站安全、可靠、高效發(fā)展相關標準的制定和修訂,以支持氫能源的加注和使用。
該項工作重點在于制定燃料電池、氫內(nèi)燃機、氫氣鍋爐、氫燃氣輪機等氫能轉(zhuǎn)換利用設備與零部件的標準;同時,也包括制定交通、儲能、發(fā)電、工業(yè)領域氫能應用等方面的標準。這些標準旨在推動氫能相關新技術、新工藝、新方法以及相關安全標準的制定和修訂。
《指南》發(fā)布的重要意義在于,將氫能產(chǎn)業(yè)的標準化及其發(fā)展工作正式地、系統(tǒng)地、全面地提升到國家層面。這一舉措給氫能行業(yè)發(fā)展帶來了曙光和信心,具有極其重要的意義?!吨改稀返陌l(fā)布還可以促進氫能產(chǎn)業(yè)全面完善相關政策及標準體系,為氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供指導和支持。氫能標準體系建設工作是氫能產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)規(guī)?;?、高品質(zhì)發(fā)展的必經(jīng)之路。
結合上海實際情況,標準體系建設工作立足本市氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展基礎,結合新技術創(chuàng)新方向、新產(chǎn)業(yè)融合趨勢,突出上海特色,彰顯前瞻性和引領性。上海將與國家氫能及相關行業(yè)領域標準體系加強銜接,保證地方標準與國家標準、行業(yè)標準協(xié)調(diào)一致,并在一定程度上體現(xiàn)地方特色和先行先試的功能與作用。
上海將積極跟蹤氫能產(chǎn)業(yè)的技術發(fā)展趨勢,并依托本市的科技資源和產(chǎn)業(yè)基礎,支持關鍵零部件技術的研發(fā),并積極探索相關標準的建設;重點關注氫能生產(chǎn)、儲存、輸運和利用等環(huán)節(jié)的核心技術,制定標準以推動技術創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。如上海將針對氫能在生產(chǎn)過程中的高效電解、儲氫材料的安全性和儲氫系統(tǒng)的性能等關鍵技術,制定相應的標準,提高技術水平和產(chǎn)業(yè)競爭力。
上海將加強與全國氫能標準化技術委員會的協(xié)調(diào),發(fā)揮統(tǒng)籌本市氫能領域地方標準與團體標準的協(xié)同作用;同時,與國際標準化組織進一步加強交流合作,提高國際標準接軌水平,為本市氫能產(chǎn)業(yè)的國際合作和對外貿(mào)易提供標準技術支持;發(fā)揮優(yōu)勢企業(yè)作用,深度參與國際標準化組織(ISO)、國際電工委員會(IEC)國際標準化工作,積極提出氫能領域國際標準提案,逐步提高我國氫能國際標準化影響力。
《指南》首次從國家層面對氫能全產(chǎn)業(yè)鏈標準體系建設給出指導意見,它的出臺對氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有里程碑的歷史意義和現(xiàn)實的指導作用,既是對國家中長期氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃的落實,又進一步指明了產(chǎn)業(yè)發(fā)展的明確方向。根據(jù)《指南》設定的目標,到2025年,我國將基本建立支撐氫能“制儲輸用”全鏈條發(fā)展的標準體系,制修訂30項以上氫能國家標準和行業(yè)標準。標準是氫能產(chǎn)業(yè)健康規(guī)范發(fā)展的重要基石和保障。我們相信,氫能全產(chǎn)業(yè)鏈標準體系的建設和完善,對促進氫能科技進步、拓展應用領域、保障安全運營、引領產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展以及國際合作,必將起到至關重要的作用。