甲醇制氢发电系统技术要求.docx

1、甲醇制氢发电系统技术要求广东省地方标准甲醇制氢发电系统技术要求编制说明甲醇制氢发电系统技术要求地方标准编制组2017年10月广东省地方标准甲醇制氢发电系统技术要求编制说明一、制定标准背景近年来，国家大力推行新能源汽车发展。中国制造2025提出“节能及新能源汽车”作为重点发展领域；国家十二五、十三五规划中明确提出了新能源汽车被定为继风能、太阳能之后新型新能源战略发展产业。新能源汽车发展被认为是当下新能源领域发展突出方向，全国各大企业相继推出纯电动汽车、混合动力汽车、氢能源动力车以及燃料电池汽车等，新能源汽车相应标准领域也在不断发布完善。2016年4月7日，国家发改委、国家能源局下发了能源技术革命

2、创新行动计划（2016-2030年）（下称计划）。计划明确了我国能源技术革命目标，旨在提升我国能源自主创新能力，掌握新能源关键利用技术，降低在能源技术装备、关键部件及材料对外依存度，提升我国能源产业国际竞争力，能源技术创新体系初步形成。计划中将氢能及燃料电池技术创新作为重点任务之一，分布式制氢技术、氢气纯化技术及氢气/空气聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)技术均是优先研发及示范推广重点技术。甲醇制氢发电是一种新型能源转换和利用技术，是制氢技术和发电技术科学集成，它是甲醇和水以一定比例混合，通过汽化催化重整纯化产出高纯度氢气，氢气再经过燃料电池发电系统将化学能转化成电能、热能综合技术，这是国际

3、领先创新技术。甲醇制氢发电技术符合分布、便携发电要求，是一种可以替代汽柴油发电机创新科技。可以利用在通讯基站电源、新能源汽车充电装置、新能源汽车等领域。甲醇制氢发电技术，能为各类产品提供稳定电力供应，大至飞机、卡车、汽车动力系统，小至手机、电脑充电。分布、便携特点使得其适合推广至大众生活当中，而且，该项技术大大减少在能源利用过程中对环境造成危害，符合环境可持续发展。目前，已有多家公司研发和应用甲醇制氢发电系统，并实现产品市场使用，包括水氢发电机、水氢通信基站、水氢充电基础设备、水氢观光车、水氢低速燃料汽车等各类产品。在应用实践中，甲醇制氢发电系统小型化产氢发电能力和环保可行性得到使用者普遍认同

4、。许多从事甲醇制氢发电相关研究机构、企业，着力于甲醇制氢发电技术研发和应用，市场上出现甲醇制氢发电技术衍生产品越来越多。目前，我国在氢能、燃料电池以及新能源汽车领域均建立起了初步标准体系，三大领域均进行术语、技术、安全、试验、使用等多方面标准化规范工作。但是，综合三个领域标准体系，针对分布式、便携式甲醇制氢发电一体机技术标准却鲜有出现。随着甲醇制氢发电技术推广应用，越来越多运用甲醇制氢发电技术产品将进入市场，技术标准参差不齐将导致产品实用性偏低，甚至造成安全问题，影响甲醇制氢发电技术应用及发展。因此，广东合即得能源科技有限公司基于自身对甲醇制氢发电技术（水氢技术）长年累积研发经验，提出并着手起

5、草甲醇制氢发电技术相关标准，旨在用于规范管理甲醇制氢发电行业，引导利用此技术行业及相关行业有序对接和发展，填补我国在小型化甲醇制氢发电领域标准空白，规范小型化甲醇制氢发电领域技术要求，保证相关产品质量，提供环保和安全保障，促进甲醇制氢发电行业稳定发展。二、标准任务来源及参及单位2016年9月，广东合即得能源科技有限公司向广东省质量技术监督局提出了制定广东省地方标准甲醇制氢发电系统技术要求项目申请，同时开始该标准研究制定工作，在组织上拟定了相关措施，在技术方面进行了前期准备。2017年2月，广东省质量技术监督局下达了该项目制定计划任务，详见广东省质监局关于批准下达2016年省地方标准制修订计划项

6、目（第二批）通知（粤质监标函2017106号）。本标准由广东合即得能源科技有限公司、广东能态科技投资有限公司、广东省标准化研究院、东莞市标准化协会等单位联合提出和起草，广东省质量技术监督局归口。三、标准编制过程2016年8月，向华、黄平等人对甲醇制氢发电系统汽化、重整催化、纯化及发电等关键材料、技术要求进行梳理研究，明确提出本标准立项需求，明确定位本标准项目申报，同时开展了相关预研工作。经过广泛收集整理有关国内外标准信息和文献资料，召开多次讨论会，深入进行探讨，初步形成了标准大纲，于2016年12月，申请广东省地方标准立项。2017年2月，广东省质量技术监督局下达了该项目制定计划任务。2017

7、年3月9日，成立编制组，并召开第一次工作会议，进行标准技术分析并确定标准框架；对本标准及所需检测仪器技术相关方面展开讨论，对本标准实施可能性进行分析，并对标准起草任务进行分工。2017年3-4月，根据标准基本框架进行修改，最终确定标准为6个部分：范围、规范性引用文件、术语及定义、技术要求、试验及检测、标志、包装、运输和贮存。2017年3月21日，编制组成员何杰、叶国辉等人到广东省东莞市质量监督检测中心开展标准起草交流和座谈，借鉴珠东莞质检中心在高低温测试及电安全等方面测试经验，对甲醇制氢发电系统适用性上进行讨论分析。2017年4月26日，完成标准草案第一稿。根据标准框架，编写标准第一稿；召开编

8、制组会议，对第一稿提出修改意见。2017年5月-6月，完成标准草案第二稿。根据标准第一稿和会议讨论结果，编写标准第二稿；召开编制组会议，对第二稿提出修改意见。2017年7月-8月，完成标准草案第三稿。编制组成员发表各自观点，根据标准第二稿和会议讨论结果，并开始标准草案第四稿。2017年8月11日-9月6日，向华、黄平等人按照编制组意见和建议，重新修改第三稿内容，形成标准草案第四稿。2017年9月7日，广东省标准化研究院对标准草案第四稿提出修改意见和建议，并对标准排版进行修改。2017年9月8日-9月25日，向华、黄平等人根据广东省标准化研究院所提意见和建议，修改完善标准草案第四稿，形成本标准征

9、求意见稿。四、标准编制原则本标准编制遵循以下原则：1）保持标准先进性结合我国国情积极采用国际标准和国内先进标准，在充分调查研究基础上，认真分析国内外同类技术标准技术水平，在预期可达到条件下，积极地把先进技术纳入标准，提高标准技术水平。2）保证标准适用性在确定试验工况和试验条件时，既不让标准测试工况要求太过于宽泛导致测试结果不可靠和重复性差；也不过分死板，导致标准可操作性不强。本标准充分利用物质平衡和能量平衡，通过检测一些容易检测数据来代替检测一些工况恶劣、检测难度大项目；此外，本标准还提供了大量经验数据，以上在保证了数据准确性条件下，可以有效降低现场工作强度和难度。3）注重标准经济性和社会效益

10、编写标准草案时从实际需要出发，不追求高性能、高指标，避免造成经济浪费。五、标准整体结构本标准内容主要包括最终确定标准为6个部分：范围、规范性引用文件、术语及定义、技术要求、试验方法、标志、包装、运输和贮存。六、标准主要内容及条款解析1）标准适用范围本标准规定了甲醇制氢发电系统术语和定义、技术要求、试验及测试、标志、包装、运输和贮存。2）术语和定义本标准规定了水氢原料、甲醇制氢发电系统等2个术语和定义。3）技术要求技术要求包括环境要求、结构要求、原料要求、安全要求、电磁兼容性、绝缘电阻、抗电强度、功能要求、噪音等方面。a）环境要求包括环境空气温度、环境相对湿度以及海拔高度要求，三个参数考虑到系统

11、本身性能及广东省环境气候条件来设定。此外，特殊环境条件需要额外拟定保障方案。b）结构要求：对甲醇制氢发电系统构件、材料等提出要求，保障构件、材料可靠性、耐腐蚀性。构件、材料质量是保证系统安全、人员安全重要因素之一。c）原料要求是对配制水氢原料中水和甲醇液体成分要求，需要避免水氢原料中杂质分子存在。存在于水中杂质离子过多会影响中间产物氢气纯度，进而损坏发电单元，影响系统寿命。d）安全要求包括电、热、氢以及碰撞安全。甲醇制氢发电系统涉及到热化学反应、电化学反应，中间过程产物还包含高热值、低密度氢气，车用甲醇制氢发电系统还需考虑到行车中碰撞安全。电安全方面，系统中需要考虑到防雷防静电、电击保护、带电

12、设备异常保护；热安全方面，则需要保证系统高温出须有防护及高温警示；氢安全方面，对系统中氢气压力、氢气管道及部件气密性和氢气泄漏防护进行要求；碰撞安全方面，系统需要保证在发生碰撞后，即便系统损坏也不会造成严重系统爆炸危害。e)电磁兼容性、绝缘电阻和抗电强度参照了目前电动汽车方面相关标准要求，以保证系统在电路控制方面正常运行。f）功能要求对甲醇制氢发电系统启动、运行、保护、人机交互性进行规定。系统启动和运行方面从系统使用寿命及使用领域实用性考虑，保护和人机交互性则是提供人员使用及调控上便捷可靠。g）噪音方面依据目前M1类汽车对噪音标准要求。h）安全标识方面，主要是高压和高温两个方面进行规定。i）防

13、护等级方面，根据系统使用环境特点，以及系统本身及外界隔绝要求进行定级。4）试验方法主要规定了甲醇制氢发电系统环境试验、工况试验、接地连续性试验、电击防护试验、电磁兼容性试验、抗电强度试验、绝缘电阻试验、气密性试验、噪音试验、抗振可靠性试验和防护等级试验。a）环境试验参考了道路车辆 电气及电子设备环境条件和试验 第4部分：气候负荷（GB/T 28046.4）中测试方法，结合系统本身对温度环境可靠性需求，进而规定了系统需要满足高温、低温、温度变化、恒定湿热和交变湿热试验。b）工况试验主要让系统在规定环境条件范围内进行启动，检测系统启动状况是否符合规定，包括启动方式、启动时间、运行时间、系统温度、异

14、常保护和系统控制等检测项目。c）接地连续性、电击防护、绝缘电阻试验均参照机械电气安全 机械电气设备 第1部分：通用技术条件（GB 5226.1）中对机械电气设备防护测试方法。d）电磁兼容性试验分两部分，一部分是无线电骚扰值测试，参考用于保护车载接收机无线电骚扰特性限值和测量方法（GB 18655）中对骚扰极限值测试；另一部分是电磁抗干扰值测试，参考信息技术设备 抗扰度限制和测量方法（GB/T 17618）中对抗干扰值测试。e）抗电强度试验直接按照技术要求中对抗电强度规定进行测试：甲醇制氢发电系统动力电路导线和保护联结电路之间施加50Hz、有效值为1000V正弦交流电压或等效其峰值1414V电压

15、，时间至少1s。f）气密性试验参照燃料电池发动机性能试验方法（GB/T 24554）中测试方法进行气密性测试。g）噪音试验根据系统使用环境不同，可依据声学 声压法测定噪声源声功率级和声能量级 反射面上方近似自由场工程法（GB/T 3767）中规定，选定测试环境、测试界面（距系统外表面距离，离地面距离）和测试点数量，然后进行噪音试验。h）抗振可靠性试验参照了汽车用燃料电池发电系统 技术要求（GB/T 25319）测试方法，再根据系统使用状态下振动可能性进行参数选定。i）防护等级试验参照了道路车辆 电气电子设备防护等级（IP代码）（GB/T 30038-2013）对车辆电气电子设备防护等级测试方法

16、。 5）标志、安装、运输和贮存主要依据包装储运图示标志（GB/T 191）、标牌（GB/T 13306）和机电产品包装通用技术条件（GB/T 13384）等标准，对甲醇制氢发电系统在标志、安装、运输和贮存方面进行规范。结合甲醇制氢发电系统在以上方面特殊需求，如铭牌主要参数信息，包装运输时对系统及其配件保护要求，储存温度、湿度范围等。七、及现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准协调性本标准符合国家相关法律、法规、规章及相关标准。八、重大分歧意见处理经过和依据。本标准在起草过程中无重大意见分歧。九、贯彻标准要求和措施建议建议本标准发布后，车用甲醇制氢发电系统技术要求以本标准作为依据和指导。同时，建议广东省内企事业单位宣传此标准，提高广东省甲醇制氢发电系统设计、制造水平，推广甲醇制氢发电系统使用。