国内外氢能技术规范和标准发展现状简介.doc

国内外氢燃料电池技术规范和标准发展现状面对着全球能源枯竭的严重挑战，洁净无污染的氢燃料电池正在以惊人的速度发展。近年来，世界各国纷纷把科技力量和资金转向氢燃料电池技术的开发和利用，尤其是美国、欧盟、日本等发达国家都制定了各自的“国家氢能燃料研究计划”和“氢能设想发展路线图”。面向新技术涉及的产业，从来都是“标准之争”的沃土，各国在大力支持技术的开发和利用之外更是积极介入和开展技术规范和标准的制订，以求能最大的影响未来氢燃料电池产业的准入“门槛”。因此，国外有关氢能技术规范和标准方面的活动十分活跃，特别是美国、欧盟、日本等发达国家都很重视氢能技术规范和标准的制定以及与技术的同步协调发展工作，同时也非常注重国际间的合作并极力通过法规和标准的全球协调机制将本国氢能技术规范和标准国际化。一、 国际上，氢燃料电池法规和标准制订及协调机制框架目前，各国和各标准化组织通过国际氢能合作组织、国际氢能合作项目和联合国世界车辆法规协调论坛（UN/WP29）等渠道基本建立了氢燃料电池汽车（HFCV）的法规和标准、燃料电池（HFC）的标准和法规的协调机制。因为车辆的市场准入门槛比燃料电池其他应用要高，安全性要求、环保性要求更突出，且HFCV是燃料电池应用的重点领域 ，各国和各标准化组织都专门成立部门负责HFCV法规和标准，其中UN/WP29于1998年专门设立了SC3小组委员会专门负责管理制订HFCV的全球性技法规（GRT）的项目，在UN/WP29-SC3的框架下建立了HFCV的全球协调机制开展全球统一的技术法规制订。在氢燃料电池法规和技术的其他领域如微型/移动/固定燃料电池动力系统等，尚未建立类似于UN/WP29的框架，但通过国际间的合作组织、合作项目以及各国对ISO、IEC等标准适用相互协调，如欧洲联合氢能项目（EIHP）、自动化工程师协会（SAE）组织的燃料电池标准化论坛、。在整个氢燃料电池法规和标准制订及协调机制框架中，主体包括各国政府、标准化组织、国际氢能合作组织（政府间、各组织间、政府和组织间）和UN/WP29，各主体之间相互交叉，相互衔接，而后者又将前三者纳入其中。1、 标准组织，主要有国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）、美国机械工程师协会（ASME）、氢能法规和标准协调委员会（HCSCC）、加拿大标准协会（CSA）、电气和电子工程师协会（IEEE）、国际法规理事会（ICC）、自动化工程师协会（SAE）、保险业者实验室（UL）、欧洲英国标准（BS）、日本标准协会（JSA）等。其中，著名的国际标准化组织（ISO）和国际电工委员会（IEC）均分设有关氢能的技术委员会TC 197氢能技术委员会和TC 105燃料电池技术委员会。其中IECTC 105和ISOTC 197分别专攻氢能应用系统的某些重要领域，如氢能系统安全性的基本考虑、加氢站、氢燃料产品规范等。2、 目前较有影响的国际氢能合作组织主要有：氢能经济国际合作组织（IPHE）、欧洲联合氢能项目（EIHP）、促进氢能转变伙伴关系（PATH）（成员国为美国、加拿大、日本三国）等，均致力于氢能技术规范和标准制定工作。其中欧洲联合氢能项目（EIHP）有整体协调、燃料添加站、与添加燃料有关的相关界面、汽车、安全、与“EUUSA”相关的一揽子活动。3、 UN/WP29的成员包括各国政府的官方代表这些国家包括如下： WP29各协定书的正式缔约方（WP29共有3个国际协定书，除1958年协定书和1998年协定书外，还有1997年协定书3）；目前没有加入WP29任何协定书的国家，如冰岛、列支敦士登、安道尔、泰国、印尼、马来西亚、越南、印度、沙特阿拉伯、巴西、阿根廷等;和非政府组织代表汽车工业界利益的组织，包括（但不限于）：OICA(国际机动车辆制造商组织)、CLEPA(汽车装备及部件制造联络委员会)、IMMA(国际摩托车制造商协会)、FEMFM(欧洲摩擦材料制造商协会)、ETRTO(欧洲轮胎与轮辋技术组织)等；标准化工作组织，包括（但不限于）：ISO(国际标准化组织)、IEC(国际电工委员会)、GTB(1952年布鲁塞尔工作组)等；代表车辆使用者或消费者利益的组织，包括（但不限于）：IOCU(国际消费者联合会)、AIT/FIA(国际旅游联盟/国际汽车协会)、IRU(国际公路运输联盟)等；ECMT(欧洲运输部长会议)也作为独立的机构派代表参加WP29工作。，专门负责ECE法规的制修订和实施工作，以及制定全球统一的汽车技术规范。（1） UN/WP29下设有6个正式工作组：一般安全性工作组(GRSG)、被动安全性工作组(GRSP)、污染与能源工作组(GRPE)、灯光及光信号工作组(GRE)、噪声工作组(GRB)、制动及底盘工作组(GRRF)，其中一般安全性工作组(GRSG)和污染与能源工作组(GRPE)属于SC3小组委员会，它们同时设立的为制订 HFCV全球技术法规设立非正式工作组。UN/WP29的组织结构如下： SC3与一般安全性工作组(GRSG)、污染与能源工作组(GRPE)之间的关系如下图：（2） HFCV全球技术法规的原则路径（A-D）以及与现存的国家/地区性法规的关系：注：A. 新项目协调后的全球技术法规( 例如. 储氢系统的安全)B. H2/ FC 车辆的现有法规的协调 ( 例如. 电的安全)C. 协调的要求，另外的适用于现有的国民 / 地方的法规( 例如. 附加撞车要求)D. 没有协调 , 但是国家/ 地区性法规得到修正 ( 例如.氢气内燃机的 NOx限值)非正式工作组认为制定新的全球技术法规，尽最大可能考虑各方利益，考虑执行该法规的经济性。同时非正式工作组将按照上面所列储的内容和范围建立了工作小组；各个小组的主要任务是对照现有的法规或标准，评估附加试验的必要性，起草全球技术法规草案，各个小组之间要充分合作和沟通，以免对相同的内容重复要求。非正式工作组也将同WP29其它的GR组、以及国际的标准化组织相互沟通。它们的相互关系如下图：（3） 完成HFCV全球技术法规制定的途径分3个阶段。第 1 阶段:2006年之前把 在 1958协定书下制定的关于车载液态氢和压缩气体氢部件的法规草案工作加以限定，这两个方面的ECE法规如下，但它们将在第二阶段由全球技术法规取代。对于液态氢车辆的法规草案的提案：关于使用液态氢车辆的专门部件认证的统一条款；关于安装有使用液态氢专门部件的车辆认证的统一条款。对于压缩气态氢车辆的法规草案的提案：关于使用压缩气态氢车辆的专门部件认证的统一条款；关于安装有使用压缩气态氢专门部件的车辆认证的统一条款；第 2 阶段:与此同时，开始起草全球技术法规，法规内容将包括氢和燃料电池车辆的所有方面 (车载储氢系统、燃料电池、常态和撞车时的安全、燃料消耗量等等。)。第 3 阶段: 结合第 1 和 2 阶段的结果，制定包括氢和燃料电池车辆所有方面的全球技术法规。2010年完成。二、 目前国际上已颁布或进入制定程序的氢燃料电池法规、指令和标准1、指令（ECC/EC）：是欧盟e-MARK认证的技术规范，要进入欧盟市场必须到达其技术要求，是强制性的。目前，欧盟的HFCV指令尚未正式颁布，现处于公告阶段，2007年7月制订了该指令草案，2007年10月出台了正式草案，进行公告，预计2008年将正式颁布。2、法规（ECE）：由UN/WP29负责制定，是E-MARK认证的技术规范，由各国通过本国法规决定是否需遵守。2004年3月，由欧洲联合氢能项目（EIHP）起草的压缩气态氢HFCV法规草案修改草案完成，进入专家组成员评议阶段，目前尚未正式颁布。另外，2007年12月，日本提出将日本有关氢能与燃料电池车辆的道路车辆安全法规列入候选全球技术法规中，具体的法规项目为：日本国土交通省规定道路车辆安全法规（保安基准）的通告（第619 号通告，2002 年7 月15 日）附件17：碰撞等事故中燃料泄露技术标准；附件38：近似静态噪声水平的测量规程；附件84：乘用车等风挡玻璃刮刷和清洗系统的技术标准；附件86：除霜与除雾系统技术标准；附件100：燃用压缩气的机动车辆燃料系统技术标准；附件101：在燃料电池车辆中对乘员的高压防护技术标准。将在2008年6月份的会议上将日本的该提案上升为正式文件进行决议。一旦成为候选全球技术法规，将在立项制定相关全球技术法规时被上升为正式的全球技术法规。3、 标准：在各标准化组织中，ISO、IEC、SAE等制订的标准最具生命力，为美国、加拿大、欧盟等多数发达国家受以及WP29所接。下面介绍他们颁布或进入程序的标准：（1） ISO：由下设的道路车辆技术委员会下的电动道路车辆分技术委员会（ISO/TC22/SC21）和氢能技术委员会（ISO/TC197）颁布。标准号标准名称状态备注ISO 237273：2006燃料电池道路车辆-安全规范（共3部分）2006年颁布ISO/DIS 23828燃料电池道路车辆-能耗测量方法国际标准草案ISO/PDTR-*燃料电池道路车辆-道路行驶最高速度车辆方法工作提案阶段ISO/13985：2006液态氢-地面车辆燃料箱2006年颁布ISO17268：2006气态氢-地面车辆加氢口2006年颁布基于SAE2600ISO/DIS 15869气态氢和氢混合气-地面车辆燃料箱（五部分）国际标准草案ISO/TR 15916：2004氢系统安全的基本考虑颁布，2007年修改ISO/DIS 22734电解装置国际标准草案ISO 16110：2007使用燃料重整技术的制氢器2007颁布ISO 16111.2：2007可运输的气体储藏装置-吸附在可逆金属氢化物中的氢2007颁布ISO/CD TS 20012 Gaseous Hydrogen-Service Stations Non-residential ,pure hydrogen refueling stations工作草案ISO/TS 14687 氢燃料-产品规范修改1999年版本（2） IEC：标准号标准名称备注IEC/TR 62282-1：2005Fuel cell technologies-Part1:TerminologyIEC 62282-2：2007Fuel cell technologies -Part2:Fuel cell modules欧盟、加拿大采用IEC 62282-3-1：2007Fuel cell technologies- Part3-1:Stationary fuel cell power systems-Safety欧盟、加拿大采用，被、日本纳入其JIS标准中IEC 62282-3-2：2006Fuel cell technologies-Part3-2:Stationary fuel cell power systems-Performance test methods欧盟采用IEC 62282-3-3：2007Fuel cell technologies-Part3-3:Stationary fuel cell power systems-InstallationIEC 62282-5-1：2007Fuel cell technologies-Part5-1:Portable fuel cell power systems-Safety欧盟采用，将于2008年进行修订IEC/PAS 62282-6-1：2006Fuel cell technologies-Part6-1:Micro fuel cell power system-SafetyIEC 62282-6-200：2007Fuel cell technologies-Part 6-200:Micro fuel cell power systems-Performance test methods（3） SAE：标准号标准名称备注SAE J 2572: 2006Recommended Practice for Measuring the Exhaust Emissions,Energy Consumption and Range of Fuel Cell Powered Electric Vehicles Using Compressed Gaseous Hydrogen SAE J2600: 2002Compressed Hydrogen Vehicle Fueling Communication Devices(defines geometries of receptacles for different pressure levels)SAE J2601 Compressed Hydrogen Vehicle Fueling Communication Devices(defines different fueling strategies)进行中SAE J2719Hydrogen Specification Guideling For Fuel Cell Vehicles进行中SAE J2783Liquid Hydrogen Surface Vehicle Refueling Connection Devices进行中SAE J2799-TIR：200770MPa Compressed Hydrogen Surface Vehicle Refueling Connection Device and Optional Vehicle to Station CommunicationSAE J2615:2005Performance Test Procedures of Fuel Cell Systems For Automotive ApplicationsSAE J2616:2005Performance Test Procedure of PEM Fuel Cell Stack Subsystem of Automotive Fuel Cell SystemSAE J2617:2007Performance Test Procedure of PEM Fuel Cell Stack Subsystem for Automotive applicationSAE J2722Recommended Pactice for The Durability Testing of PEM Fuel Cell Stacks进行中SAE J2594：2002Recommended Practices to Design for Recycling PEM Fuel Cell SystemsSAE J1766:2005Recommended Practice for Electric and Hybrid Electric Vehicle Battery Systems Crash Integrity TestingSAE J2578: 2002Recommeded Practice for General Fuel Cell Vehicle SafeSAE J2579:2008Technical Information Report for Fuel Systems in Fuel Cell and Other Hydrogen VehiclesSAE J2760:2006Technical Information Report for Pressure Terminology Used in Fuel Cells and Other Hydrogen Vehicle ApplicationsSAE J2574:2002Information Report Fuel Cell Electric Vehicle Terminology三、 国内氢燃料电池标准制定及神力科技的参与情况我国也十分重视氢能技术的开发和利用，国家中长期科学和技术发展规划纲要 （20062020 年）提出，我国要重点研究高效低成本的化石能源和可再生能源制氢技术，经济高效氢储存和输配技术，燃料电池基础关键部件制备和电堆集成技术，燃料电池发电及车用动力系统集成技术，形成氢能和燃料电池技术规范与标准。为了更好的开发和利用氢能及其相关技术，应该尽快建立和完善氢能技术和燃料电池技术的规范和标准体系。目前我国，已发布的标准包括产品、安全使用、氢氧站设计、制氢储氢等方面的测试方法和技术条件等国标和行标，我国已初步建立氢能标准体系：GB/T 3634-1995 氢气；GB 4962-1985 氢气使用安全技术规程 ；GB/T 7445-1995 纯氢、高纯氢和超纯氢 ；GB/T 16942-1997 电子工业用气体 氢 ；GB/T 19773-2005 变压吸附提纯氢系统技术要求 ；GB/T 19774-2005 水电解制氢系统技术要求 ；GB 50177-2005 氢气站设计规范 ；GJB 2645-1996 液氢贮存运输要求 ；GJB 5064-2004 水电解制氢安全要求 ；GJB 5405-2005 液氢安全应用准则 ；JB/T 5903-1996 水电解制氢设备 ；JB/T 9082-1999 水电解制氢设备 术语 ；QJ 2298-1992 用氢安全技术规范 ；QJ 3028-1998 液氢加注车通用规范 ；SJ/T 31458-1994 氢气纯化设备完好要求和检查评定方法。在氢燃料电池标准方面与美国、欧盟、日本相比呈现落后之势，颁布的相关标准只有质子交换燃料电池术。但在大环境下，我国也积极投入建立氢燃料电池标准，2007年全国燃料电池标准化技术委员会组建方案已正式得到国家标准化管理委员会批准（技术委员会编号SAC/TC 342），拟于2008年4月召开成立大会。根据全国燃料电池标准化技术委员会各委员单位提案，该委员会2007年上报国家标准计划项目19项，均已得到批复。在这19个项目中，08年底完成的16项，其中5项11月中旬将完成报批工作，具体情况如下表：序号计划编号项目名称强制/推荐制/修订完成时间采标情况1.20074067-T-604轿车用燃料电池动力系统测试方法推荐制定20082.20074069-T-604质子交换膜燃料电池电催化剂测试方法推荐制定20083.20074070-T-604质子交换膜燃料电池膜电极测试方法推荐制定20084.20074071-T-604质子交换膜燃料电池双极板测试方法推荐制定20085.20074072-T-604质子交换膜燃料电池质子交换膜测试方法推荐制定20086.20074705-T-604固定式燃料电池发电系统-安装推荐制定2009IEC 62282-3-37.20074706-T-604（客车用）燃料电池发动机测试规范推荐制定20098.20077110-T-604便携式电子设备用锌空气燃料电池推荐制定20089.20077132-T-604固定式燃料电池发电系统-安全推荐制定2008IEC