■本刊記者 曲藝/ 編輯 王睿佳
“標準是國家基礎性制度的重要方面,在能源治理體系和治理能力現代化中發揮基礎性和引領性作用。”2023年11月30日,首屆全國氫能標準化工作會議在京召開,國家能源局科技司能效與儲能處處長徐梓銘發言強調。
“‘十四五’以來,我國氫能產業快速發展,相關政策體系隨之建立健全。標準化是產業規范化、規模化發展的重要基礎,不僅能夠提升產業的規范性和競爭力,而且能為技術創新和產業升級提供堅實基礎。”全國氫能標準化技術委員會主任委員馬林聰在會上指出。
標準之于氫能高質量發展的意義,可見一斑。
2023年8月,國家標準化管理委員會聯合國家能源局等五部門印發《氫能產業標準體系建設指南(2023 版)》(以下簡稱《指南》)。方向有了,具體如何落實?會上,來自產學研用等各方的專家學者“氫”力發聲,為推動氫能標準體系構建鼓與呼。
隨著新一輪科技革命和產業變革的加速演進,在世界各國普遍凝聚積極應對氣候變化的共識下,氫能逐步成為世界各國培育新興產業的重要方向和推動能源生產消費綠色低碳轉型的重要抓手。
放眼國際,歐盟、日本、英國、澳大利亞、韓國等發達經濟體均將氫能作為能源轉型升級、培育經濟新增長點的重要選擇,紛紛發布氫能產業戰略,積極推動氫能技術和產業發展。徐梓銘介紹,美國于2023年6月發布《美國國家清潔氫能戰略路線圖》,加速清潔氫的生產、加工、交付、儲存和使用。日本同月發布修訂版《氫能基本戰略》,在確保實現碳中和目標的同時,將加強全球競爭力、發展海外市場納入氫能戰略。
另據統計,截至2023年7月,全球已有44個國家發布氫能戰略,34 個國家正在編制戰略。44個已發布戰略的國家中有21個確定了電解槽目標,到2030年的總裝機容量將達115吉瓦。
聚焦國內,氫能產業創新成果不斷涌現,產業體系日趨完善。“總體上,可以概括為五個‘新’。”徐梓銘說。
一是新供給。可再生能源制氫項目積極推進,清潔低碳氫能供給能力進一步提升;截至2023年9月底,我國已規劃和建設超過400個可再生能源制氫項目,120 個在建、建成的項目總產能超90 萬噸/年。二是新技術。建成加氫站超400 座,位居全球第一,35 兆帕智能快速加氫機和70兆帕加氫站技術逐步突破;200千瓦以上燃料電池電堆逐步投向市場。三是新應用。以交通領域為突破口,其他領域有序發展,已成為全球最大燃料電池商用車生產和應用市場。四是新機制。部分省市積極出臺政策支持在非化工園區建設可再生能源制氫和制氫加氫一體化項目;利用氨、甲醇裂解制氫等制氫加氫一體站在各地投入運行,通過大幅壓縮氫氣運輸距離,有效降低用氫終端價格。五是新動能。全產業鏈規模以上工業企業超過300家,集中分布在長三角、粵港澳大灣區、京津冀等區域。
上述成果的取得離不開政策牽引和市場驅動。徐梓銘介紹,近年來,國家能源局認真貫徹落實“四個革命、一個合作”能源安全新戰略,通過加強頂層設計、推動關鍵技術裝備攻關、探索多場景高效利用、建立健全標準化體系等方面工作,積極推動氫能產業發展。
當然,也應正視挑戰。“現階段,我國氫能產業仍然處于發展初期。”徐梓銘表示,由此,必須圍繞氫能全產業鏈,全面提升基礎研究、前沿技術和原始創新能力,重視產業化和示范應用,鼓勵多樣化商業模式創新,逐步降低用氫成本,完善有關技術標準以及檢測、認證和監管體系,努力構建健康的氫能產業創新發展生態。
中國氫能聯盟發布的《中國氫能源及燃料電池產業發展報告2022》也指出,“技術引導標準,標準規范技術”的循環格局尚未形成。加快建立完善氫能標準及檢測評價體系,推動氫能產品與技術的更新迭代,完善產業發展環境,是中國氫能發展面臨的新任務。
《指南》顯示,氫能產業標準體系以基礎與安全標準為基礎,支撐氫制備、儲存和運輸、加注、應用全產業鏈關鍵技術標準。具體來看,《指南》明確了兩項重點任務:一是加快制修訂氫能全產業鏈關鍵技術標準,二是積極提升氫能國際標準化水平。
記者注意到,能源央企如國家能源集團,相關標準化委員會如全國氫能標準化技術委員會、全國氣瓶標準化技術委員會、全國燃料電池及液流電池標準化技術委員會、全國汽車標準化技術委員會、全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會、全國鋼標準化技術委員會等早已落子布局。
“國家能源集團高度重視氫能產業孵化和氫能標準化建設工作。”國家能源集團科技與信息化部副主任袁明介紹,作為國內最早開展氫能產業布局的中央企業,國家能源集團牽頭組建了中國氫能聯盟,全資設立了氫能公司。經過6年的培育,形成了“風光氫儲融”一體化發展模式,有力推動了綠色氫能產業及標準化建設工作。在產業運營方面,編制了全國首套氫能業務前期開發工作以及制氫加氫站工程設計和運營管理標準化指導手冊,率先建立起專業化、標準化氫能產業標準體系。在助力行業發展方面,瞄準氫能行業標準制高點,牽頭及參與編制氫能技術標準38項,包括國際標準2 項、國家標準6項、行業標準6項、團體標準24項。
目前,國家能源集團已在可再生能源制氫、綠色燃料評價、氫能關鍵裝備檢測和氫氣品質分析等領域的標準化建設中取得了顯著成績。一方面,積極培育生態氫能服務能力。牽頭編制的全球首個可再生能源制氫減排方法學獲聯合國清潔發展機制執行理事會批準;組織編制我國首個綠氫評價標準,建設“氫溯平臺”碳排放因子數據庫,服務綠色冬奧綠氫認證,支撐燃料電池汽車城市群示范應用;完成1.5萬噸清潔氫評價,開發了首個萬噸級國際燃料電池汽車碳資產。另一方面,穩步拓展質量氫能體系構建。建成上海氫氣品質檢測實驗室,組織發起“氫能領跑者行動”,完成13臺(套)電解槽檢測,3個項目入選國家能源局能源領域首臺(套)重大技術裝備項目。
值得一提的是,國家能源集團氫能公司已獲批建設國家技術標準創新基地(氫能)標準驗證中心。針對目前行業內缺少驗證氫能檢測測試方法合理性的基礎設施以及缺乏相關標準實證基地的現狀,該中心的建設將有力填補相關技術開發與實證檢測基地空白,對推動我國氫能檢測技術發展、完善行業標準體系和實現氫能產業高質量發展具有重要意義。
各標準化委員會的統籌協調亦在加強。“單打獨斗不行,必須聯手合作。”馬林聰認為,“因為專業領域在交叉融合,必須得攜手合作才能把一個產業標準的建設工作做好,所以特別感謝相關標準化委員會支持氫能產業,共同推進標準建設。”
“氣瓶與氫能有著密不可分的聯系。”全國氣瓶標準化技術委員會副秘書長張保國說,長期以來,在工業氣體領域一直采用高壓無縫氣瓶作為氫氣的儲運工具。隨著氫能產業的發展,車用燃料儲氫對高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫、固態吸附儲氫等新型儲氫形態的需求,不斷促進新的儲氫氣瓶產品的開發和應用,需要有相應的技術標準對其加以指導和規范,與上述產品相關的氣瓶附件標準、檢驗與試驗標準、充裝使用標準需要同步跟進。只有不斷補充和完善氣瓶的標準體系,才能適應氫能產業的迅猛發展。
全國鍋爐壓力容器標準化技術委員會秘書處主任陳志偉介紹,目前國內加氫站內儲氫容器、高壓運氫長管拖車、高壓儲氫氣瓶等產品數量均居世界前列。談及承壓設備標準體系中氫能標準現狀,他表示:“鍋容標委承壓設備標準體系中歸口氫能承壓設備標準共計14 項,其中國家標準6 項(現行1 項,在研制定1 項,擬制定標準4 項)、行業標準8 項(現行1 項,在研制定4項,擬制定標準3項)。”
全國燃料電池及液流電池標準化技術委員會秘書刁立鵬透露,該標委會結合目前燃料電池示范城市建設以及產業發展情況,針對質子交換膜燃料電池基礎材料GB/T 20042《質子交換膜燃料電池》系列國家標準開展修訂工作,逐步完善質子交換膜燃料電池應用類標準的梳理及申報立項工作。
此外,在燃料電池國際標準化方面,據刁立鵬介紹,該標委會轉化國際標準3 項,牽頭發布國際標準1 項,牽頭在研國際標準1 項,擬立項國際標準1項。
“到2025 年,支撐氫能制、儲、輸、用全鏈條發展的標準體系基本建立,制修訂30 項以上氫能國家標準和國際標準。”馬林聰在解讀《指南》時稱。
在全國氫能標準化技術委員會秘書長鮑威看來,要實現上述目標,標準立項難、標準技術缺、標準不協調等問題亟待克服。
標準立項難方面。鮑威指出,現行標準多源于氫燃料電池汽車示范應用,面向多技術路線、大規模、多場景應用發展趨勢,現行標準的完整性不足、先進性不夠,無法較好適應當前應用的需求。但是,國家標準立項周期長,標委會內部技術專家與立項答辯評審專家意見、觀點不一致。標準制定發布滯后于產業發展。
標準技術缺方面。鮑威解釋,標準通常是產業發展到成熟階段的產物,氫能等戰略性新興產業需要標準與技術、產業協同發展。標準化工作需要大量基礎科研、示范驗證的支撐,但是,標準相關技術研究與常規科研工作存在一定差異,支撐力度不足(例如氫品質、加注協議等等)。

標準不協調方面。鮑威認為,標準的歸口部門之間溝通聯絡機制尚未建立,部分標準條款存在矛盾、沖突。團體標準快速發展,數量多,質量參差不齊,實施應用效果不佳。國家標準、行業標準、團體標準、地方標準和企業標準的協同發展路徑和機制有待研究。
為此,馬林聰提出五個重點方向:一是各相關技術委員會應加強溝通協作,確保標準協調一致;二是充分調動產學研用各方力量,探索形成氫能領域各類標準協同發展新模式;三是加強標準體系和重要標準的宣貫和培訓,引導產業鏈上游企業積極實施應用標準;四是積極參與國際標準合作,提升國際標準化能力;五是注重標準化人才培養,確保人才培育、標準研制、技術研發與應用開發同步推進。
刁立鵬建議從持續完善標準體系、加強標準宣貫實施、充分發揮團標優勢、建設標準化人才隊伍等方面入手,促進氫能產業健康發展。
另據袁明透露,作為全球最大的制氫企業,國家能源集團將從三個角度發力氫能標準化工作建設。
第一,高度重視氫能標準化工作。標準助推創新發展,標準引領時代進步。截至2022 年底,我國已制定氫能國家及行業標準130 余項,但超過一半集中在應用端,制儲輸以及檢測等環節可參考標準較少,制約了涉氫商業化項目的標準化建設、運營。下一步,國家能源集團將立足行業實際發展應用需求,將氫能標準化與產業商業化深度耦合,充分考慮氫能技術標準與行業現狀的匹配度、與國際標準的通用性,積極參與并穩步落實氫能標準制修訂工作,助力提高氫能標準體系先進性、完整性、適用性。
第二,統籌推進氫能標準實證基礎設施建設。目前,行業內缺少驗證氫能檢測測試方法合理性的基礎設施,缺乏相關標準實證基地。國家能源集團將充分發揮自身產業優勢,結合牽頭承擔的國家重點研發計劃“加氫站NQI 關鍵技術集成應用示范”“質子交換膜電解水制氫測試診斷技術與設備研發”等科技研發項目和中國氫能聯盟在“氫能領跑者行動”以及氫氣品質檢測等方面的工作基礎,廣泛聯合產學研用各方共同參與標準研制和測試裝備的研發,加快建設綠色氫能關鍵裝備檢測實證基地,建好用好國家技術標準創新基地(氫能)標準驗證中心,為我國的氫能標準實證提供有力支撐。
第三,構建氫能標準化工作保障機制。國家能源集團正在研究出臺氫能板塊科技創新專項規劃,統籌布局政策、資金、平臺、人才等關鍵創新資源,探索氫能標準建設與國家重大科技攻關項目一體化協同推進。國家能源集團將設立“國家能源氫標準中心”作為集團的氫能標準建設管理統籌單位,負責系統梳理氫能在集團電力、化工、交通等相關領域耦合應用的標準需求,建立協同工作機制,統籌加快制定建設集團氫能業務標準,形成國內領先的可復制、可推廣的技術標準體系。
徐梓銘表示,下一步,國家能源局科技司將按照《國家標準化發展綱要》《氫能產業發展中長期規劃(2021—2035 年)》等文件部署要求,充分發揮標準的基礎性、戰略性、引領性作用,努力推動我國氫能產業高質量發展。■