氫能技術標準體系與戰略（簡體書）

氫能具有來源多樣、潔淨環保、可儲存和可再生等特點，可以同時滿足資源、環境和可持續發展的要求，是極具發展潛力的清潔能源。氫能技術標準化戰略的分析研究、構建氫能技術標準體系框架，對我國氫能技術的發展及其標準化工作的開展具有重要意義。《氫能技術標準體系與戰略》全書共分為6章，較為系統、全面地介紹了國內外氫能技術及其標準化發展現狀，在此基礎上開展了氫能技術標準化戰略的分析研究，提出了氫能技術標準體系框架，並對今後一段時間我國氫能技術標準化亟待解決的問題和技術路線提出了建議。《氫能技術標準體系與戰略》適用於氫能和燃料電池領域的技術人員、科研人員和標準化工作者，高等院校相關專業的本科生、研究生和教師，並可供政府機構相關人員參閱。

《氫能技術標準體系與戰略》在對國內外氫能技術及其標準化發展的總體情況進行調研分析的基礎上，剖析我國氫能技術及其標準化工作的現狀和存在的問題，開展氫能技術標準化戰略的分析研究，構建氫能技術標準體系框架，確定今后一段時期氫能技術標準化研究的重點內容，對今后一段時間氫能技術標準化亟待解決的問題和技術路線提出建設性意見，為我國氫能產業的健康和有序發展提供必要的技術支撐。

中國已經步入全面建設小康社會、加快推進社會主義現代化發展的新階段。在這一關鍵的歷史發展時期，中國正面臨著嚴峻的挑戰，能源、資源的短缺和過度消耗對經濟發展已構成嚴重制約。而且我國能源供應存在結構性的石油短缺，隨著經濟的持續快速發展，這種狀況將日趨嚴重。在石油緊缺和巨大能源消耗的雙重壓力下，改變我國能源供應結構和保證能源安全迫在眉睫。解決能源供應和能源安全問題，首先是要節約能源；還有一條重要途徑就是尋求來源充足、供應安全的替代能源。
氫能具有來源多樣、潔凈環保、可儲存和可再生等特點，可以同時滿足資源、環境和可持續發展的要求，是解決能源供應和環境問題的重要途徑之一。氫能是一種“二次能源”，太陽能、風能、潮汐能、波浪能、地熱能和水力能等可再生能源都可以通過一定的轉換，以氫的形式儲存起來。從某種程度上講，氫能可能是人類未來的清潔能源。
氫能技術的發展和產業化離不開相關的標準化工作。氫能技術標準化有利于促進技術的自主創新和科技成果產業化，有利于加快產品和產業結構的調整與產業升級，有利于提高產品質量和市場競爭力。為了更好地開展氫能技術標準化工作，應系統地進行我國氫能技術標準化戰略的分析研究，并結合氫能產業發展的特點構建氫能技術標準體系。
本書在對國內外氫能技術及其標準化發展的總體情況進行調研分析的基礎上，剖析我國氫能技術及其標準化工作的現狀和存在的問題，開展氫能技術標準化戰略的分析研究，構建氫能技術標準體系框架，確定今后一段時期氫能技術標準化研究的重點內容，對今后一段時間氫能技術標準化亟待解決的問題和技術路線提出建設性意見，為我國氫能產業的健康和有序發展提供必要的技術支撐。
本書系統、全面地反映了國內外氫能技術及其標準化發展現狀，并以發展現狀為基礎研究戰略規劃，立足戰略規劃構建標準體系，調研與分析結合，層次分明，邏輯性強；在此基礎上，結合編者多年從事氫能技術及其標準化工作的經驗為我國相關工作的開展提出了建設性意見。
本書得到質檢公益性行業科研專項項目（10～18）、國家高技術研究發展計劃（863計劃）課題（2012AA051504）等項目和全國氫能標準化技術委員會、中國標準化研究院、全國氣瓶標準化技術委員會車用高壓燃料氣瓶分技術委員會等的大力支持。感謝全國氫能標準化技術委員會陳霖新主任委員、毛宗強和李愛仙副主任委員，以及馬建新、蔣利軍、張立芳、周振芳、侯世杰、馬凡華等委員在本書成稿過程中的大力支持。浙江大學趙永志、花爭立、李克明、歐可升、杜洋、劉威等在本書資料收集、編排校對方面付出了辛勤勞動，特此致謝。
限于水平，雖經努力，書中恐仍有不妥甚至錯誤之處，敬請讀者批評指正。

1氫能概述1.1什麼是氫能1.2發展氫能的必然性1.3氫能發展簡史2氫能技術的發展與現狀2.1國外氫能技術的發展與現狀2.1.1政策規劃2.1.2氫的製備2.1.3氫能儲存2.1.4氫能應用2.1.5氫能基礎設施建設2.2國內氫能技術的發展與現狀2.2.1政策規劃2.2.2氫的製備2.2.3氫能儲存2.2.4氫能應用2.2.5氫能基礎設施建設2.2.6我國氫能技術發展展望3氫能技術標準化發展與現狀3.1氫能技術標準化簡介3.1.1基本概念3.1.2氫能技術標準化的特點3.1.3氫能技術標準化工作的重要作用3.2國外氫能技術標準化的發展狀況3.2.1有關氫能技術的國際標准化組織及國際標準3.2.2發達國家氫能技術相關標準化組織及其標準3.2.3由國外氫能技術標準化工作中所得的經驗和啟示3.3國內氫能技術標準化的基本狀況3.3.1標準體制3.3.2氫能技術領域標準化組織3.3.3氫能技術標準化現狀4我國氫能技術標準化戰略4.1氫能技術標準化戰略的重要作用4.2我國氫能技術標準化發展戰略目標和原則4.2.1氫能技術標準化發展戰略目標4.2.2氫能技術標準化發展戰略原則4.3我國氫能技術標準化發展重點及戰略措施4.3.1制定氫能發展路線圖，推動氫能經濟進程4.3.2推動中國特色氫能技術相關標準的開發和研究4.3.3加強氫能有關的檢測方法和評價指標體系相關標準的制定4.3.4加快氫能相關基礎設施和示范項目建設5我國氫能技術標準體系5.1研究氫能技術標準體系的目的和作用5.2編制氫能技術標準體系的基礎和原則5.2.1編制氫能技術標準體系的基礎5.2.2編制氫能技術標準體系的原則5.3氫能技術標準體系的結構及組成5.3.1氫能技術標準體系的結構框架5.3.2氫能技術標準體系框架的特點5.3.3氫能技術標準體系明細表5.4我國氫能技術標準體系發展展望6我國氫能技術標準化工作的對策和建議6.1氫能技術標準化亟待解決的問題與技術路線建議6.2氫能技術標準化應當重點加強的領域和項目建議附錄附錄AGTR《氫燃料電池汽車安全全球技術規范》（正文）附錄B型式認證要求附錄C型式認證試驗條件與方法參考文獻

2.2.2.1煤制氫技術
在工業制氫方面，中國神華集團建造并調試成功世界規模最大的煤制氫工廠，氫氣年產量達1.8×105t。2008年5月5日9時30分，神華煤制氫105單元試車成功打通全流程，并生產出合格氫氣。煤制氫105單元是為煤液化裝置、加氫穩定裝置和加氫改質裝置提供工藝原料氫氣，其主要分為煤氣化、凈化兩大部分，其中凈化包括了一氧化碳變換、低溫甲醇洗、變壓吸附三個部分。該項目不僅在裝置規模上居世界首位，在工程設計、工藝、自控、閥門密封、吸附劑裝填等方面都有許多創新和發展。在工藝設計上，第一次采用了最新最先進的帶雙順放罐的操作工藝，具有工藝簡單、運行平穩可靠、產品回收率高、投資省等優勢，該工藝已獲國家授權專利。吸附器采用了新型氣流分布器，進一步提高了吸附劑的利用效率。管道設計采用國際通用的PDMS三維工廠設計軟件，可實現三維實體建模、三維碰撞檢查，標注精確、直觀，提高了設計效率和質量，同時方便施工。工藝流程第一次采用12塔、4分組流程，并在程序切換上第一次實現了從12塔到6塔之間的任意切換，簡化了程序，使控制系統運行更加順暢。平板閥內密封第一次采用性能更佳的密封圈，經逐臺檢驗，172臺閥門全部達到指標。
2.2.2.2焦爐煤氣變壓吸附制氫
目前，在武鋼、本鋼、鞍鋼等已建有多套1000m3／h、純度為99.999％的焦爐煤氣變壓吸附制氫裝置，其中投產運行時間最長的一套已達8年。同濟大學等承擔的“863”電動汽車重大專項燃料電池轎車項目（整車）2006年1月通過科技部專家組驗收，采用的燃料氫氣全部由焦爐氣純化而成，自主研發的氫燃料電池轎車“超越3號”平均每輛樣車已經安全運行1.5×104km。據了解，由于世界焦炭生產主要集中在中國，因此焦爐氣制氫在國際上沒有得到足夠的重視，但最近利用焦爐氣制氫已引起歐盟相關人士的很大興趣。可以預見，在即將到來的清潔能源時代，焦爐氣有望成為我國重要的氫氣供應源。
2.2.2.3含氫氣體回收制取氫氣
在石油化工企業的煉油、合成氨、合成甲醇等工藝過程中均有大量的含氫氣體排放，為此自20世紀80年代以來，隨著變壓吸附提純氫、膜分離提純氫技術開發成功，我國的一些研究單位開始在煉油、合成氨、合成甲醇等類企業中相繼建設了許多變壓吸附提純氫裝置、膜分離提純氫裝置，為我國的石化行業提供了巨大支持。變壓吸附提純氫氣的純度可達99.99％，膜分離提純氫氣的純度一般小于90％。
2.2.2.4水電解制氫技術
中國水電解制氫系統及設備的開發研制是從20世紀60年代初開始，經過幾十年的努力，經歷了從仿制、消化進口產品，發展到80年代后的以自主研制為主。水電解制氫裝置目前已經大批量生產，這些水電解制氫裝置不僅在國內冶金、電子、電力、建材等行業廣泛應用，并已出口歐洲、非洲和亞洲多個國家和地區。水電解制氫的單位電耗可達4.2kWh／m3以下，應該說水電解制氫技術在我國已經成熟，可以滿足未來氫能發展的需要。
2.2.2.5制氫技術的最新科研進展
中國開展了“分布式小型天然氣及液體燃料制氫技術研究”，計劃開發出高效集成的小型分布式天然氣和液體燃料制氫系統，為燃料電池發電和燃料電池汽車加氫站提供高效集成的制氫技術；開展了“生物質超臨界耦合太陽能制氫技術”，計劃研制生物質超臨界水氣化與太陽能聚焦供熱耦合制氫系統，形成生物質超臨界耦合太陽能制氫研發平臺；開展了“直接太陽能光解水制氫催化劑及系統集成技術”，計劃研發高效光催化劑及制備工藝、太陽能光解水制氫反應器，并將光解水制氫與太陽能聚光相耦合，研制出高效、穩定連續流聚光太陽能光催化制氫示范裝置。