国内外氢能技术规范和标准发展现状简介

1 国内外氢燃料电池技术规范和标准发展现状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 IEC TC 105 和 ISO TC 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 EU USA 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 1和非政府组织2 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 2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 2 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 3 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 4 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 标准号标准号标准名称标准名称状态状态备注备注 5 ISO 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SAE2600 ISO 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 标准号标准号标准名称标准名称备注备注 IEC TR 62282 1 2005 Fuel cell technologies Part1 Terminology IEC 62282 2 2007 Fuel cell technologies Part2 Fuel cell modules 欧盟 加拿大采用 IEC 62282 3 1 2007 Fuel 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 2006 Fuel cell technologies Part3 2 Stationary fuel cell power systems Performance test methods 欧盟采用 IEC 62282 3 3 2007 Fuel cell technologies Part3 3 Stationary fuel cell power systems Installation IEC 62282 5 1 2007 Fuel 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 2006 Fuel cell technologies Part6 1 Micro fuel cell power system Safety IEC 62282 6 200 2007 Fuel cell technologies Part 6 200 Micro fuel cell power systems Performance test methods 6 3 SAE 标准号标准号标准名称标准名称备注备注 SAE J 2572 2006 Recommended Practice for Measuring the Exhaust Emissions Energy Consumption and Range of Fuel Cell Powered Electric Vehicles Using Compressed Gaseous Hydrogen SAE J2600 2002 Compressed 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 J2719 Hydrogen Specification Guideling For Fuel Cell Vehicles 进行中 SAE J2783 Liquid Hydrogen Surface Vehicle Refueling Connection Devices 进行中 SAE J2799 TIR 2007 70MPa Compressed Hydrogen Surface Vehicle Refueling Connection Device and Optional Vehicle to Station Communication SAE J2615 2005 Performance Test Procedures of Fuel Cell Systems For Automotive Applications SAE J2616 2005 Performance Test Procedure of PEM Fuel Cell Stack Subsystem of Automotive Fuel Cell System SAE J2617 2007 Performance Test Procedure of PEM Fuel Cell Stack Subsystem for Automotive application SAE J2722 Recommended Pactice for The Durability Testing of PEM Fuel Cell Stacks 进行中 SAE J2594 2002 Recommended Practices to Design for Recycling PEM Fuel Cell Systems SAE J1766 2005 Recommended Practice for Electric and Hybrid Electric Vehicle Battery Systems Crash Integrity Testing SAE J2578 2002 Recommeded Practice for General Fuel Cell Vehicle Safe SAE J2579 2008 Technical Information Report for Fuel Systems in Fuel Cell and Other Hydrogen Vehicles SAE J2760 2006 Technical Information Report for Pressure Terminology Used in Fuel Cells and Other Hydrogen Vehicle Applications SAE J2574 2002 Information Report Fuel Cell Electric Vehicle Terminology 7 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 2006 2020 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 序号序号计划编号计划编号项目名称项目名称强制强制 推荐推荐制制 修订修订完成时间完成时间采标情况采标情况 1 T 604 轿车用燃料电池动力系统测 试方法 推荐制定 2008 2 T 604 质子交换膜燃料电池电催化 剂测试方法 推荐制定 2008 3 T 604 质子交换膜燃料电池膜电极 测试方法 推荐制定 2008 4 T 604 质子交换膜燃料电池双极板 测试方法 推荐制定 2008 5 T 604 质子交换膜燃料电池质子交 换膜测试方法 推荐制定 2008 6 T 604 固定式燃料电池发电系统 安 装 推荐制定 2009 IEC 62282 3 3 7 T 604 客车用 燃料电池发动机 测试规范 推荐制定 2009 8 T 604 便携式电子设备用锌空气燃 料电池 推荐制定 2008 8 序号序号计划编号计划编号项目名称项目名称强制强制 推荐推荐制制 修订修订完成时间完成时间采标情