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环球关注:2022汽车论坛 | 上海汽检谢先宇:氢能与燃料电池的标准法规

2022-11-15 09:50:27 来源 : 盖世汽车网

2022年11月8日-10日,由中国汽车工业协会主办的第12届中国汽车论坛在上海嘉定举办。作为党的“二十大”召开后的汽车行业首场盛会,本届论坛以“聚力行稳 蓄势新程”为主题,共设置“1场闭门峰会+1个大会论坛+16个主题论坛”,以汽车产业的高质量发展为主线,与行业精英一起贯彻新精神,研判新形势,共商新举措。其中,在11月10日下午举办的“主题论坛15:求索氢能与汽车产业高质量发展”上,上海机动车检测认证技术中心有限公司(简称:上海汽检)谢先宇博士发表精彩致辞。

非常荣幸应邀参加此次论坛,代表我们单位在这里介绍我司在氢能与燃料电池领域开展的相关研究和检测服务工作。

氢能与燃料电池行业的健康发展离不开行业的高效、高质量、高安全相应的保障。这些保障首先是企业产品技术和质量,同时政府管理有相应的质量、安全等管理要求,这些要求最终体现在哪里?体现在标准上。我们标准是为了这个行业保驾护航。


(资料图)

我司作为国家级检测中心,参与国家主要标准制定,同时我们单位也是上海市新能源汽车地标委的秘书处所在,组织开展了一系列氢能与燃料电池相关标准制定,为我们国家相关标准制定提供了相应的技术支撑。同时我们因为作为国家级的第三方检测机构,服务于整个行业,服务于政府,服务于我们的产业。

我今天主题报告的题目为《氢能与燃料电池标准法规》,分三个方面:

第一,基于氢能与燃料电池汽车的发展在哪些领域可能会涉及这些相应的标准,我们怎么建立相应的标准、制定相应的标准以及实施;

第二,国家目前在氢能与燃料电池领域里标准体系大概有哪些标准组织架构,目前主要应用的标准是什么情况;

第三,结合这些标准情况我们单位在相应标准开展的工作,以及我们作为国家新能源汽车产品质量检验检测、计量中心在这方面开展的工作。

今天汇聚一堂谈“碳中和”,“碳中和”必不可少的是氢电,我们怎么把氢电作为物质和能量双循环体系,大家可以看到不光是我们国家,在世界电动车领域里面我们走在世界前列。同样在氢能和燃料电池领域里,政府也未雨绸缪,提前规划。

有几个数据大家可以看一下,美国和欧洲、日本都发布了相关氢能的规划。氢能作为能源,未来它可能会逐年上升,尤其是相应绿氢的比例,在2060年低碳化能力可能就占到70%。作为能源制消费侧,比例会更高到80%。

在氢能的领域里面,要低碳化或者零碳化的目标,这里面有各种各样的技术,无论是风电还是太阳能,以及纯电动汽车,这个领域里面归根到底要考虑的是全产业链全生命周期的发展,从材料到应用端的各种技术路线。

这个过程当中全产业链发展里怎样保证产品的可靠性和低碳化,这里面需要标准先行,大家共同努力制定相应的标准并实施。

氢能与燃料电池相关标准主要涉及以下几方面:

第一,燃料电池有它的系统和核心零部件,涉及相应的工艺和核心材料、储能系统核心部件,前面彼欧提到的氢瓶和捷氢燃料电池的电堆、八大零部件,这里面涉及设计、研发和最终测试的标准。

第二,燃料电池部件最终应用到整车层面上,要符合整车相应的要求,主要涉及燃料电池安全要求,整车开发的技术、验证技术、动力系统的开发集成,系统与整车的环境适应性和可靠性验证技术,包括耐久和寿命等等相关要求。

第三,最终产品要推到市场上应用,示范应用涉及商业示范技术。包括企业前期示范方案,这里面很重要的是怎样有效、有经济性的商业示范。商业示范中燃料电池相关技术还不是那么成熟,这个过程中无论是产品质量还是示范应用过程中怎样运维,比如包括大家熟悉的整车厂的情况,对于后端售后运营,维修能力和涉氢的安全和加氢站的能力都有要求,上海作为首批示范城市之一,这方面上海走在全国的前列。

说到氢安全,首先是大家意识到本身氢的性质,爆炸范围很宽,如何进行有效的监控和预防措施,主要涉及制氢、储氢、运氢、加氢相关的标准要求。还有氢设备,在基础设施和氢相关检测设备、制氢设备等等也是至关重要的。

氢工程大家讲得比较多的是加氢站和供氢站建设的问题。推广应用过程中企业反馈最大的问题是基础设施不到位的问题,目前加氢站少,无法满足大批量应用的需求。为什么相对比较谨慎加氢站的工作呢?在相应氢工程建设相关标准和技术积累无法为相关的管理部门提供足够的信心,无法让大家放手建立加氢站。

第三方检测机构,企业在陆续建立涉氢实验室,这里面氢的防爆要求、设备检漏等等设施要求都会直接关系到实验室的运营安全。无论是在实验室还是整车上,无论是氢瓶还是氢管路、各个连接件,这里面涉及一系列工程问题,包括工艺安装及测试等,都需要相应的标准支撑。另外需要可靠、精确度高的设备来对氢进行检测和计量。

上海在嘉定建立了几个氢能与燃料电池相关的共性平台,包括检测中心、科创平台等,主要服务于企业的产品开发,共性问题的研究,相关标准的制定等。从全产业链考虑,包括材料的前期开发,从材料到器件的测试进行评估、关键部件、系统和整车的研发咨询、测试验证等。

接下来具体介绍一下氢能与燃料电池领域目前相应的标准化体系。

首先,涉及到氢能以及燃料电池相关的标委会,涉及这四个标委会:

1.全国汽车标准化技术委员会电动汽车分标委燃料电池工作组,组织开展车用燃料电池产品以及整车相关标准的制修订工作。

2.全国燃料电池及液流电池标准化技术委员会,组织开展燃料电池的关键材料到器件等等相应标准工作。

3.全国氢能标准化技术委员会。组织开展氢能的制、储、运、加、用等相关标准工作。

4.全国气瓶标准化技术委员会车用高压燃料气瓶分技术委员会,组织开展氢瓶相关标准工作。

氢能与燃料电池标准体系主要涉及两方面:氢能技术标准体系和燃料电池技术标准体系。基础与管理方面主要包括图形符号、术语、产品及设备分类。技术方面,氢能相关标准涉及氢安全、氢能应用、氢工程建设、氢检测、氢制储运加等,燃料电池相关标准涉及固定式、便携式、微型燃料电池、驱动和辅助动力系统等。

电动汽车标委会涉及的标准,主要聚焦车端应用,目前基本上是强制实施的标准,从加氢口到燃料电池汽车的整车试验规程,到氢排、氢耗、整车密闭性等等,从性能、安全、可靠性相应的要求都做了规定,相关标准正在做修订。

在燃料电池产品里,大家说得比较多的是在质子交换燃料电池,但是燃料电池是大的体系,这里还涉及固体燃料电池、甲醇燃料电池等等,相关的标准体系都在燃料电池及液流电池标委会制定相应的标准,包括从隔膜到材料等等都做了相应的规定。

氢能标委会主要聚焦氢能的制、储、运、加环节过程,而且氢能有不同的形态,有气态氢、液态氢,金属储氢,同时在氢安全相应的制定了相应标准。

除了在国家层面上有相应的标委会制定的标准之外,各个地方结合燃料电池本身和各地方的特点,先行先试并制定相应的标准,以解决部分国标制定时间长无法快速应用的问题。上海市、山东、广东等地制定了一系列的地方标准。

介绍一下上海市制定的相关氢能与燃料电池标准,上海市新能源地标委制定了燃料电池汽车及加氢站公共数据采集规范,目前上海市示范运营的车辆全部接入了上海市的燃料电池监测平台,对于整体安全监管和产品开发起到积极的作用。

另外,在早期新能源汽车推广应用阶段,上海市制定了《电动乘用车运行安全和维护保障技术规范》,这个标准对于早期上海大规模推广新能源车示范运营起到很积极的作用,而且这个标准最后有很多条款被国标进行采纳。同样我们在燃料电池示范运用过程中也需要这些先行先试的标准,上海市制定了《氢燃料电池汽车运营安全及维护保障技术规范》,该标准对于示范运营过程中的安全、后端的运维、售后服务、定期检查和维护保养等做出相应要求。

我们行业也积极参与,能源、化工、交通、机械、船舶等跟氢能和燃料电池相关接口的领域也制定了相应的标准。

实验室工程建设这一块,要使检测高质量发展、高效检测,相应的高水平实验室建设是必不可少的。作为国家级的第三方检测机构,我司先行先试,研究制定了了相应的实验室建设标准。我们前期建立了燃料电池测试系统,兼具环境适应、可靠性和电性能等测试能力,目前安全运行好几年的时间,而且服务了相应的企业。

最后对氢能和燃料电池标准化工作的思考和建议。

1.加强标准体系顶层设计和协同

嘉定的氢能为什么能够发展得好,得益于政府做好了顶层设计。从国家到地方都发布了相应的氢能与燃料电池发展规划。标准体系需要顶层设计和协同。

2.加深补全材料和部件标准制修订,并充分适应产业技术发展需求。

尤其是在材料体系,还有应用端,这两个领域在后期推广应用过程中、产品研发过程中具有至关重要的作用,相应的标准体系应该尽快建立起来。

3.加强现行燃料电池汽车、系统等标准的有效性。

大家可以看到从各个不同标准口上都有一系列的标准,怎样把这些标准用起来,要进一步对现有标准梳理和可行性分析。

4.加强示范应用相关标准制修订

5.填补氢能专项相关建设标准制修订空白

氢能除了在制、储、运、加领域,还在应用过程当中还涉及不同环节的标准,尤其是加氢站建设相关的标准,现在行业千呼万唤,希望能够尽快出来。

6.发挥标准的引领作用

标准先行先试,为行业质量把关、产品设计和政府监管各方面提供相应积极的作用。

前面主要介绍了氢能与燃料电池相关标准的现行情况,下面结合我们单位在氢能与燃料电池标准领域和平台建设方面相关工作简要介绍一下。

上海机动车检测认证技术研究中心有限公司是国家级的检测机构,是首个国家级新能源产品质量检验检测中心,根据行业发展趋势2017年专门组织成立了氢能与燃料电池实验室,组建了一支高水平的专业团队,开展相应的技术研究,建立了覆盖燃料整车、系统、关键部件、材料等全产业链的测试评价能力,立足上海,辐射长三角,服务全国。

主要包括本部、江苏如皋分中心、氢能港、科创平台、临港氢能中心。本部聚焦整车和燃料系统、核心部件、车载氢系统性能可靠性检测,如皋分中心覆盖整车和部件测试,与本部产能互补。

氢能港项目投入6.8亿,从材料到系统、到可靠性、到整车级EMC的试验,包括转鼓相关整车测试能力和部件级相应的测试能力,该实验室预计2023年上半年建成。

另外是刚才提到的上海市智能新能源科创平台,重点关注燃料从材料开发到器件测评领域。

同时,在临港建立专门针对氢能的制、储、运、加相应的测评中心,联合同济大学等高校、科研院所共同联合申请国家氢能实验室。

总的来说,我司在氢能与燃料电池领域里,提前布局,无论在整车还是燃料电池系统、器件到氢能全产业链环节布局建立相应的检测能力,服务于行业和政府。

无论是从早期服务于上海世博会氢能燃料电池产品检测,还是到目前我司在国内氢能检测领域市占率接近一半,这离不开产业的蓬勃发展,更离不开主管部门和行业同仁的大力支持,希望后期多交流合作,为上海市乃至全国的氢能燃料电池汽车的发展保驾护航,给大家提供支持。

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