近日，由國網(wǎng)江蘇電力牽頭編制的IEEE國際標(biāo)準(zhǔn)《質(zhì)子交換膜燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)的動靜態(tài)性能及效率測試方法導(dǎo)則》正式獲得電氣和電子工程師學(xué)會批準(zhǔn)立項，這是江蘇電力系統(tǒng)內(nèi)首個氫能國際標(biāo)準(zhǔn)。

（本文來源：微信公眾號 蘇電牛思 ID：SuDian-News）

關(guān)于IEEE：

全稱電氣與電子工程師協(xié)會（Institute of Electrical and Electronics Engineers），成立于1963年，由美國電氣工程師協(xié)會（AIEE）和無線電工程師協(xié)會（IRE）合并而成，總部位于美國紐約。是一個國際性的電子技術(shù)與信息科學(xué)工程師的協(xié)會，也是全球最大的非營利性專業(yè)技術(shù)學(xué)會。協(xié)會致力于電氣、電子、計算機(jī)工程和與科學(xué)有關(guān)的領(lǐng)域的開發(fā)和研究。

概念解讀：

這么復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)到底是個啥？

相信不少朋友心中已經(jīng)打了許多個問號：“質(zhì)子交換膜燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)的動靜態(tài)性能及效率測試方法導(dǎo)則”每個字都認(rèn)識，但連起來怎么讀不懂呢？它又和氫能有什么關(guān)系？

讓我們來解剖一下，逐步理解“質(zhì)子交換膜”“燃料電池”“熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)”和“動靜態(tài)性能及效率測試”——

◆質(zhì)子交換膜

“質(zhì)子交換膜”就像是燃料電池里的“交警”，它指揮著氫離子有序通過。

想象一下，在燃料電池里，氫氣和氧氣想要“牽手”產(chǎn)生電能，但這個過程得有“規(guī)矩”，不能讓氫氣和氧氣直接“親密接觸”，不然就會“爆炸”！質(zhì)子交換膜只允許氫離子通過，而像電子和氫氣中的其他“搗亂分子”，它統(tǒng)統(tǒng)都給攔下來。這樣，氫離子就能安全地到達(dá)另一邊，和電子結(jié)合產(chǎn)生電流，保證了燃料電池的安全和高效運(yùn)行。

質(zhì)子交換膜燃料電池原理圖

◆質(zhì)子交換膜燃料電池

質(zhì)子交換膜燃料電池是目前技術(shù)最成熟、市場應(yīng)用最廣泛的氫燃料電池。電池以氫氣和氧氣為原料，通過電化學(xué)反應(yīng)直接產(chǎn)生電能，反應(yīng)過程產(chǎn)物只有水，實現(xiàn)“零碳”供電。此外，該電池還具有啟動快、功率密度大等一系列優(yōu)勢，目前已在車輛、無人機(jī)、分布式發(fā)電等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。

◆熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)

而以質(zhì)子交換膜燃料電池為基礎(chǔ)構(gòu)建的“熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)”，就像一個高效的能源轉(zhuǎn)換器，輕松將氫氣和氧氣的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的同時，實現(xiàn)余熱回收，配合儲熱設(shè)施供應(yīng)用戶日常采暖，實現(xiàn)熱電“聯(lián)合產(chǎn)出”。

熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)示意圖

◆動靜態(tài)性能及效率測試方法導(dǎo)則

“能源轉(zhuǎn)換器”強(qiáng)不強(qiáng)、效率高不高，總得有個衡量標(biāo)準(zhǔn)，“動靜態(tài)性能及效率測試方法導(dǎo)則”就是熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的“體檢表”。它詳細(xì)規(guī)定了如何測試系統(tǒng)的動態(tài)性能（啟動速度、并網(wǎng)穩(wěn)定性等）、靜態(tài)性能（電壓、電流等）以及它的效率如何。這就像是一份全面評估的“成績單”，讓我們對熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的實力一目了然！

有了這份衡量標(biāo)準(zhǔn)，就能確保熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在推廣應(yīng)用過程中，能夠穩(wěn)定、高效地工作。這不僅有利于氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，還能為國家實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供有力支持。

氫能崛起：

以標(biāo)準(zhǔn)制定助力氫網(wǎng)互動

在新能源的舞臺上，氫能憑借其“高能量、零污染”的超能力，被譽(yù)為21世紀(jì)的“終極能源”。國家高度重視氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，自2021年以來，多個部委聯(lián)合發(fā)布了氫能相關(guān)政策和規(guī)劃，明確了氫能在中國未來能源結(jié)構(gòu)中的戰(zhàn)略性地位。

國家能源局發(fā)布《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》

在“雙碳”目標(biāo)的指引下，國家正在積極推動能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型，正在進(jìn)行低碳轉(zhuǎn)型的企業(yè)也紛紛將目光投向氫能。電網(wǎng)作為能源傳輸和分配的重要基礎(chǔ)設(shè)施，要如何利用氫能？

答案是喜人的。氫能具有高能量密度和長時間儲能的特性，可以彌補(bǔ)可再生能源波動性所帶來的不穩(wěn)定性。通過氫能與電網(wǎng)的互動，電力人可以將多余的電能轉(zhuǎn)化為氫能儲存起來，等到需要時再轉(zhuǎn)化為電能使用，從而實現(xiàn)能源的跨季節(jié)、跨地域優(yōu)化配置。氫能與電網(wǎng)的互動，完全符合能源轉(zhuǎn)型的趨勢需求。

燃料電池發(fā)電全過程

目前，氫能與電網(wǎng)的互動主要依賴于燃料電池。在政策層面，包括四川、遼寧、北京等在內(nèi)的10多個省、40多個市縣都在積極推進(jìn)氫燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)項目的發(fā)展。

燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)的影響力不斷擴(kuò)大，對于該系統(tǒng)的運(yùn)維管理卻尚未實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，這將對燃料電池未來的推廣和應(yīng)用產(chǎn)生阻礙，進(jìn)而影響氫能與電網(wǎng)的互動。

氫概念圖

作為“新能源之都”，常州正在加快打造“氫灣”。近年來，常州多家高新技術(shù)企業(yè)致力于氫能產(chǎn)業(yè)研發(fā)應(yīng)用，例如常州地區(qū)的共享單車供應(yīng)企業(yè)永安行，先后推出了氫能自行車、燃料電池等氫能產(chǎn)品。依托于氫能產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展和時代發(fā)展需要，今年初，國網(wǎng)常州供電公司牽頭開展氫能國際標(biāo)準(zhǔn)制定工作。

氫能產(chǎn)業(yè)園區(qū)概念圖

精益求精：

從細(xì)節(jié)入手攻關(guān)標(biāo)準(zhǔn)立項

2月，國網(wǎng)常州供電公司成立了氫能國際標(biāo)準(zhǔn)制定工作組，在確定選題后查閱了大量國內(nèi)外文獻(xiàn)資料，制定了研究方向與工作計劃。4月22日，團(tuán)隊正式向IEEE工業(yè)電子化學(xué)會標(biāo)準(zhǔn)工作委員會提交立項申請。

工作組成立，立項工作啟動會

在爭取立項的線上研討中，來自標(biāo)委會成員國的專家愛德華茲提出了質(zhì)疑：“你們的標(biāo)準(zhǔn)中所描述的質(zhì)子交換膜燃料電池冷卻方式不明確，涵蓋范圍太寬泛，需要對冷卻方式進(jìn)行明確?！?/p>

工作組成員雷宇通思考：質(zhì)子交換膜燃料電池有空冷和水冷*兩種類型。通過查閱資料發(fā)現(xiàn)，相較而言，水冷方式散熱具有效率高、噪音小、溫度均勻的特點(diǎn)，能更好地滿足高功率燃料電池的需求?？紤]到標(biāo)準(zhǔn)落地后的實際應(yīng)用價值，工作組最終將標(biāo)準(zhǔn)的制定聚焦在水冷質(zhì)子交換膜燃料電池設(shè)備的系統(tǒng)測試要求，并重新對立項申請進(jìn)行了修正和完善。

*空冷是利用周圍空氣的對流和散熱來降低燃料電池的溫度，而水冷方式通過液體吸收廢熱。

線下集中研討

專家的質(zhì)疑進(jìn)一步引起了工作組對標(biāo)準(zhǔn)細(xì)節(jié)問題的思考，為了確保標(biāo)準(zhǔn)順利獲批立項，工作組決定將各個細(xì)節(jié)再進(jìn)行進(jìn)一步確定，將嚴(yán)謹(jǐn)做到極致。每一個細(xì)節(jié)范圍的確定都需要進(jìn)行多項的了解研究和擇優(yōu)比較，而此時，距離立項表決只剩不到兩周時間。

成員們分工合作，爭分奪秒，利用晚上的時間分頭查閱資料，白天開展集中研討，對立項申請中涉及的類型、方式等細(xì)節(jié)一一進(jìn)行了明確。

立項表決會議如期舉行，來自標(biāo)委會成員國的16位專家出席會議并進(jìn)行表決。線上會議中，各國專家給予高度評價，經(jīng)投票表決，超過2/3的專家同意了立項申請，項目申請文件通過了IEEE標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會下屬新標(biāo)準(zhǔn)委員會的批準(zhǔn)，正式立項。