近日，由國網江蘇電力牽頭編制的IEEE國際標準《質子交換膜燃料電池熱電聯產系統的動靜態性能及效率測試方法導則》正式獲得電氣和電子工程師學會批準立項，這是江蘇電力系統內首個氫能國際標準。

（本文來源：微信公眾號 蘇電牛思 ID：SuDian-News）

關于IEEE：

全稱電氣與電子工程師協會（Institute of Electrical and Electronics Engineers），成立于1963年，由美國電氣工程師協會（AIEE）和無線電工程師協會（IRE）合并而成，總部位于美國紐約。是一個國際性的電子技術與信息科學工程師的協會，也是全球最大的非營利性專業技術學會。協會致力于電氣、電子、計算機工程和與科學有關的領域的開發和研究。

概念解讀：

這么復雜的標準到底是個啥？

相信不少朋友心中已經打了許多個問號：“質子交換膜燃料電池熱電聯產系統的動靜態性能及效率測試方法導則”每個字都認識，但連起來怎么讀不懂呢？它又和氫能有什么關系？

讓我們來解剖一下，逐步理解“質子交換膜”“燃料電池”“熱電聯產系統”和“動靜態性能及效率測試”——

◆質子交換膜

“質子交換膜”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”產生電能，但這個過程得有“規矩”，不能讓氫氣和氧氣直接“親密接觸”，不然就會“爆炸”！質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”，它統統都給攔下來。這樣，氫離子就能安全地到達另一邊，和電子結合產生電流，保證了燃料電池的安全和高效運行。

質子交換膜燃料電池原理圖

◆質子交換膜燃料電池

質子交換膜燃料電池是目前技術最成熟、市場應用最廣泛的氫燃料電池。電池以氫氣和氧氣為原料，通過電化學反應直接產生電能，反應過程產物只有水，實現“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勢，目前已在車輛、無人機、分布式發電等領域實現商業化應用。

◆熱電聯產系統

而以質子交換膜燃料電池為基礎構建的“熱電聯產系統”，就像一個高效的能源轉換器，輕松將氫氣和氧氣的化學能轉化成電能的同時，實現余熱回收，配合儲熱設施供應用戶日常采暖，實現熱電“聯合產出”。

熱電聯產系統示意圖

◆動靜態性能及效率測試方法導則

“能源轉換器”強不強、效率高不高，總得有個衡量標準，“動靜態性能及效率測試方法導則”就是熱電聯產系統的“體檢表”。它詳細規定了如何測試系統的動態性能（啟動速度、并網穩定性等）、靜態性能（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”，讓我們對熱電聯產系統的實力一目了然！

有了這份衡量標準，就能確保熱電聯產系統在推廣應用過程中，能夠穩定、高效地工作。這不僅有利于氫能產業的發展，還能為國家實現“雙碳”目標提供有力支持。

氫能崛起：

以標準制定助力氫網互動

在新能源的舞臺上，氫能憑借其“高能量、零污染”的超能力，被譽為21世紀的“終極能源”。國家高度重視氫能產業的發展，自2021年以來，多個部委聯合發布了氫能相關政策和規劃，明確了氫能在中國未來能源結構中的戰略性地位。

國家能源局發布《氫能產業發展中長期規劃（2021-2035年）》

在“雙碳”目標的指引下，國家正在積極推動能源結構的轉型，正在進行低碳轉型的企業也紛紛將目光投向氫能。電網作為能源傳輸和分配的重要基礎設施，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，可以彌補可再生能源波動性所帶來的不穩定性。通過氫能與電網的互動，電力人可以將多余的電能轉化為氫能儲存起來，等到需要時再轉化為電能使用，從而實現能源的跨季節、跨地域優化配置。氫能與電網的互動，完全符合能源轉型的趨勢需求。

燃料電池發電全過程

目前，氫能與電網的互動主要依賴于燃料電池。在政策層面，包括四川、遼寧、北京等在內的10多個省、40多個市縣都在積極推進氫燃料電池熱電聯產項目的發展。

燃料電池熱電聯產系統的影響力不斷擴大，對于該系統的運維管理卻尚未實現標準化，這將對燃料電池未來的推廣和應用產生阻礙，進而影響氫能與電網的互動。

氫概念圖

作為“新能源之都”，常州正在加快打造“氫灣”。近年來，常州多家高新技術企業致力于氫能產業研發應用，例如常州地區的共享單車供應企業永安行，先后推出了氫能自行車、燃料電池等氫能產品。依托于氫能產業飛速發展和時代發展需要，今年初，國網常州供電公司牽頭開展氫能國際標準制定工作。

氫能產業園區概念圖

精益求精：

從細節入手攻關標準立項

2月，國網常州供電公司成立了氫能國際標準制定工作組，在確定選題后查閱了大量國內外文獻資料，制定了研究方向與工作計劃。4月22日，團隊正式向IEEE工業電子化學會標準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，來自標委會成員國的專家愛德華茲提出了質疑：“你們的標準中所描述的質子交換膜燃料電池冷卻方式不明確，涵蓋范圍太寬泛，需要對冷卻方式進行明確。”

工作組成員雷宇通思考：質子交換膜燃料電池有空冷和水冷*兩種類型。通過查閱資料發現，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，能更好地滿足高功率燃料電池的需求。考慮到標準落地后的實際應用價值，工作組最終將標準的制定聚焦在水冷質子交換膜燃料電池設備的系統測試要求，并重新對立項申請進行了修正和完善。

*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

專家的質疑進一步引起了工作組對標準細節問題的思考，為了確保標準順利獲批立項，工作組決定將各個細節再進行進一步確定，將嚴謹做到極致。每一個細節范圍的確定都需要進行多項的了解研究和擇優比較，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、方式等細節一一進行了明確。

立項表決會議如期舉行，來自標委會成員國的16位專家出席會議并進行表決。線上會議中，各國專家給予高度評價，經投票表決，超過2/3的專家同意了立項申請，項目申請文件通過了IEEE標準協會下屬新標準委員會的批準，正式立項。