国网江苏电力首个氢能国际标准立项

近日，由国网江苏电力牵头编制的IEEE国际标准《质子交换膜燃料电池热电联产系统的动静态性能及效率测试方法导则》正式获得电气和电子工程师学会批准立项，这是江苏电力系统内首个氢能国际标准。

（本文来源：微信公众号 苏电牛思 ID：SuDian-News）

关于IEEE：

全称电气与电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers），成立于1963年，由美国电气工程师协会（AIEE）和无线电工程师协会（IRE）合并而成，总部位于美国纽约。是一个国际性的电子技术与信息科学工程师的协会，也是全球最大的非营利性专业技术学会。协会致力于电气、电子、计算机工程和与科学有关的领域的开发和研究。

概念解读：

这么复杂的标准到底是个啥？

相信不少朋友心中已经打了许多个问号：“质子交换膜燃料电池热电联产系统的动静态性能及效率测试方法导则”每个字都认识，但连起来怎么读不懂呢？它又和氢能有什么关系？

让我们来解剖一下，逐步理解“质子交换膜”“燃料电池”“热电联产系统”和“动静态性能及效率测试”——

◆质子交换膜

“质子交换膜”就像是燃料电池里的“交警”，它指挥着氢离子有序通过。

想象一下，在燃料电池里，氢气和氧气想要“牵手”产生电能，但这个过程得有“规矩”，不能让氢气和氧气直接“亲密接触”，不然就会“爆炸”！质子交换膜只允许氢离子通过，而像电子和氢气中的其他“捣乱分子”，它统统都给拦下来。这样，氢离子就能安全地到达另一边，和电子结合产生电流，保证了燃料电池的安全和高效运行。

质子交换膜燃料电池原理图

◆质子交换膜燃料电池

质子交换膜燃料电池是目前技术最成熟、市场应用最广泛的氢燃料电池。电池以氢气和氧气为原料，通过电化学反应直接产生电能，反应过程产物只有水，实现“零碳”供电。此外，该电池还具有启动快、功率密度大等一系列优势，目前已在车辆、无人机、分布式发电等领域实现商业化应用。

◆热电联产系统

而以质子交换膜燃料电池为基础构建的“热电联产系统”，就像一个高效的能源转换器，轻松将氢气和氧气的化学能转化成电能的同时，实现余热回收，配合储热设施供应用户日常采暖，实现热电“联合产出”。

热电联产系统示意图

◆动静态性能及效率测试方法导则

“能源转换器”强不强、效率高不高，总得有个衡量标准，“动静态性能及效率测试方法导则”就是热电联产系统的“体检表”。它详细规定了如何测试系统的动态性能（启动速度、并网稳定性等）、静态性能（电压、电流等）以及它的效率如何。这就像是一份全面评估的“成绩单”，让我们对热电联产系统的实力一目了然！

有了这份衡量标准，就能确保热电联产系统在推广应用过程中，能够稳定、高效地工作。这不仅有利于氢能产业的发展，还能为国家实现“双碳”目标提供有力支持。

氢能崛起：

以标准制定助力氢网互动

在新能源的舞台上，氢能凭借其“高能量、零污染”的超能力，被誉为21世纪的“终极能源”。国家高度重视氢能产业的发展，自2021年以来，多个部委联合发布了氢能相关政策和规划，明确了氢能在中国未来能源结构中的战略性地位。

国家能源局发布《氢能产业发展中长期规划（2021-2035年）》

在“双碳”目标的指引下，国家正在积极推动能源结构的转型，正在进行低碳转型的企业也纷纷将目光投向氢能。电网作为能源传输和分配的重要基础设施，要如何利用氢能？

答案是喜人的。氢能具有高能量密度和长时间储能的特性，可以弥补可再生能源波动性所带来的不稳定性。通过氢能与电网的互动，电力人可以将多余的电能转化为氢能储存起来，等到需要时再转化为电能使用，从而实现能源的跨季节、跨地域优化配置。氢能与电网的互动，完全符合能源转型的趋势需求。

燃料电池发电全过程

目前，氢能与电网的互动主要依赖于燃料电池。在政策层面，包括四川、辽宁、北京等在内的10多个省、40多个市县都在积极推进氢燃料电池热电联产项目的发展。

燃料电池热电联产系统的影响力不断扩大，对于该系统的运维管理却尚未实现标准化，这将对燃料电池未来的推广和应用产生阻碍，进而影响氢能与电网的互动。

氢概念图

作为“新能源之都”，常州正在加快打造“氢湾”。近年来，常州多家高新技术企业致力于氢能产业研发应用，例如常州地区的共享单车供应企业永安行，先后推出了氢能自行车、燃料电池等氢能产品。依托于氢能产业飞速发展和时代发展需要，今年初，国网常州供电公司牵头开展氢能国际标准制定工作。

氢能产业园区概念图

精益求精：

从细节入手攻关标准立项

2月，国网常州供电公司成立了氢能国际标准制定工作组，在确定选题后查阅了大量国内外文献资料，制定了研究方向与工作计划。4月22日，团队正式向IEEE工业电子化学会标准工作委员会提交立项申请。

工作组成立，立项工作启动会

在争取立项的线上研讨中，来自标委会成员国的专家爱德华兹提出了质疑：“你们的标准中所描述的质子交换膜燃料电池冷却方式不明确，涵盖范围太宽泛，需要对冷却方式进行明确。”

工作组成员雷宇通思考：质子交换膜燃料电池有空冷和水冷*两种类型。通过查阅资料发现，相较而言，水冷方式散热具有效率高、噪音小、温度均匀的特点，能更好地满足高功率燃料电池的需求。考虑到标准落地后的实际应用价值，工作组最终将标准的制定聚焦在水冷质子交换膜燃料电池设备的系统测试要求，并重新对立项申请进行了修正和完善。

*空冷是利用周围空气的对流和散热来降低燃料电池的温度，而水冷方式通过液体吸收废热。

线下集中研讨

专家的质疑进一步引起了工作组对标准细节问题的思考，为了确保标准顺利获批立项，工作组决定将各个细节再进行进一步确定，将严谨做到极致。每一个细节范围的确定都需要进行多项的了解研究和择优比较，而此时，距离立项表决只剩不到两周时间。

成员们分工合作，争分夺秒，利用晚上的时间分头查阅资料，白天开展集中研讨，对立项申请中涉及的类型、方式等细节一一进行了明确。

立项表决会议如期举行，来自标委会成员国的16位专家出席会议并进行表决。线上会议中，各国专家给予高度评价，经投票表决，超过2/3的专家同意了立项申请，项目申请文件通过了IEEE标准协会下属新标准委员会的批准，正式立项。