2022-2022燃料電池標準化發(fā)展規(guī)劃及制定的重點項目

1、20222022燃料電池標準化開展規(guī)劃及制定的重點工程一、燃料電池作為新能源在國際上的開展狀況及動向石油、煤炭等不可再生能源資源的日趨枯竭，引起的環(huán)境嚴重污染及直接影響國家經(jīng)濟開展、國防平安已是21世紀各國面臨的三大問題。為解決經(jīng)濟開展與能源短缺及環(huán)境污染之間日益加劇的矛盾，開展清潔、高效、可持續(xù)開展的新能源動力技術已成為非常緊迫的任務。采用氫能源是當前世界公認的可代替石油能源的主要出路之一。氫是一種可儲藏運輸、燃點較高，熱值相當汽油的3倍，本質上是一種可再生能源。21世紀將成為氫能的時代。美國、歐洲、日本等強國在制定其將來能源政策時，都把開展氫能作為一個主要方向，而燃料電池正是氫能時代的最正

2、確能量轉換裝置。作為燃料電池燃料的氫可從煤碳、天然氣和石油中制取，也可從植物、生物排放物、太陽能、風能和電解水等過程中制齲因此隨著消費本錢、可靠性、壽命等問題的逐步解決，燃料電池有望在2022年左右進入商品化，并逐漸成為一種世界范圍內(nèi)的重要能源之一。燃料電池發(fā)電具有以下獨特的優(yōu)越性：1清潔。氫經(jīng)過燃料電池電化學作用，一面釋放電能推動機械作功，一面與空氣中的氧化合又重新產(chǎn)生水，幾乎無硫氧化合物(sx)和氮氧化合物(nx)的排放，溫室氣體2的排放量也遠小于火力發(fā)電廠。由于燃料電池本身沒有轉動部件，因此其工作環(huán)境非常安靜。2高效。從理論上講，燃料電池可將燃料所含化學能的90%轉化為可利用的電和能。已

3、實現(xiàn)商業(yè)化的磷酸型燃料電池(paf)實際運行中發(fā)電效率接近46%；而熔融碳酸鹽燃料電池(f)和固體氧化物燃料電池(sf)的發(fā)電效率可到達60%，而目前其他能源的效率大約是：核能3033%、天然氣3040%、煤為3338%、油為3440%。3可靠。與燃燒渦輪機循環(huán)系統(tǒng)或內(nèi)燃機相比，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)其轉動部件很少，因此系統(tǒng)更加平安可靠。燃料電池系統(tǒng)發(fā)生的唯一事故就是效率降低。4靈敏分散式供電。電力工業(yè)集中供電的形式越來越受到分散式供電的挑戰(zhàn)。電力工業(yè)由于規(guī)模效益，發(fā)電廠(站)規(guī)模都很大，而且遠離用戶，電力要通過高壓線及變電站輸送到用戶。分散式電站與用戶間隔 很近，利于降低本錢，改良效勞。燃料電池發(fā)

4、電廠就是屬于分散式供電系統(tǒng)的一種。其效率與其規(guī)模無關，可根據(jù)用戶需求而增減發(fā)電容量；其平安性和供電質量非常高。這對計算機、通訊、銀行、連續(xù)消費等系統(tǒng)非常有利，因為它減少了由外部電網(wǎng)中斷所可能引起的事故。燃料電池按電解質的性質劃分為五大類，它們各自處在不同的開展階段。表1(略)顯示了這五類電池的技術、用處與應用現(xiàn)狀等特性。從中，我們知道可用作新能源的有質子交換膜燃料電池(pef)、磷酸燃料電池(paf)、熔融碳酸鹽燃料電池(f)和固體氧化物燃料電池(sf)。歐美都在大力開展燃料電池。2022年9月10日歐盟委員批準通過了一系列措施，加強能源系統(tǒng)和燃料電池的研究和開發(fā)，以便在中期內(nèi)使歐盟減少對石油

5、的依賴和保持可持續(xù)開展。這些措施包括首先是建立一個協(xié)調機構，對可行建議和方案進展協(xié)調；此外還確定了以氫為主的開展戰(zhàn)略和日程表。氫燃料電池是歐盟實現(xiàn)2022年20%能源來自替代能源目的的主要方法。歐盟認為“燃料電池將有助于解決能源供給平安，環(huán)境和氣候變化問題。此外，它還使能源消費不那么集中。不過，歐洲在這方面的公共支持還處于較低程度。在20022022年期間內(nèi)僅投資3億歐元。美國能源部于2002年9月5日正式發(fā)布“自由汽車合作方案(freedperativeautativeresearhplan)。該方案支持制定有關氫能根底設施法規(guī)和標準的科學根底的研究，重點是燃料電池動力系統(tǒng)，氫能存儲系統(tǒng)等同

6、時確定2022年目的的技術指標：2022年2月6日美國布什總統(tǒng)在華盛頓舉行的能源問題論壇上說，假如美國把氫動力開展成為一種實用的民用燃料，“我們就能在2040年以前把每天的石油需求量減少1100萬桶以上。布什的預算案建議今后5年里為氫燃料方案和“自由汽車合作方案提供17億美元的經(jīng)費，其中包括用于氫研究的7.2億美元新經(jīng)費。然而，目前燃料電池在國際范圍內(nèi)仍未進入大規(guī)模的商業(yè)化，主要有以下幾個原因：1與傳統(tǒng)的發(fā)電方式相比，燃料電池市場價格仍然昂貴；2燃料電池的工作壽命及可靠性仍有待于進一步進步；3燃料電池技術不夠普及，缺乏完善的燃料供給體系。因此朝著解決上述問題的主要方向是：1研究新材料：如新的離

7、子交換膜、新型電催化劑、新型雙極板等，以降低燃料電池的制造本錢，進步燃料電池的工作壽命及可靠性，增強其市場競爭力。2建立示范模型：如以燃料電池為動力的純電動車；住宅或商用分散型燃料電池電站；便攜式燃料電池動力源等。通過示范模型，普及燃料電池技術，政府在規(guī)劃根底建立時，建立合適于燃料電池的燃料供給體系。3優(yōu)化電池構造與發(fā)電系統(tǒng)。二、燃料電池作為新能源在我國的研發(fā)現(xiàn)狀我國自90年代以來，多家研究機構開展了熔融碳酸鹽燃料電池的研究工作。上海交通大學、大連化物所等單位在陰極、陽極、lial2粉料、電解質隔膜，雙極板等關健材料和部件的制備，在電池組的設計、組裝及電池系統(tǒng)總體技術的開發(fā)上獲得了一定的打破。

8、上海交大2001年6月成功進展了k電池組的發(fā)電試驗。目前我國已具備了研制數(shù)十k級熔融碳酸鹽燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的才能。在“八五、“九五期間我國已有十幾個單位進展了sf相關技術的研究，如大連化物所、中科院上海硅酸鹽研究所，吉林大學、中國科技大學等。在材料和部件，在工藝方面都獲得了較大的進展。2001年3月中科院上海硅酸鹽所成功地進展了800的發(fā)電試驗。目前我國也已具備了研制數(shù)k級固體氧化燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的才能。我國質子交換膜燃料電池的研發(fā)進展得更快些。由于受國際上開展趨勢，特別是電動汽車的需求的影響。比擬有影響的單位是大連化物所，北京世紀富源公司，上海神力公司及北京綠能公司等單位。他們研制的電池組最

9、大功率均能做到30k以上。上海神力公司的報告稱他們已完成第二代燃料電池發(fā)動機的研制任務，與清華大學轎車配套的燃料電池發(fā)動機功率到達45k與該校大巴車配套的功率那么可達80k?？萍疾糠浅Ｖ匾暫椭С秩剂想姵仄嚰夹g的研發(fā)，“十五國家863方案中，特別設入電動汽車重大專項，投入近9億元，無疑這將推動pef在電動汽車上作為動力的研發(fā)工作。2022年3月27日由中國政府、結合國開發(fā)方案署全球環(huán)境基金(undp-gef)合作工程“中國燃料電池公共汽車商用化示范正式啟動。這工程為時5年，采用全球招標方式購置6輛燃料電池公共汽車，并建立相應加氫設施。這工程最終將推動燃料電池公共汽車在中國產(chǎn)業(yè)化和推廣應用。也將

10、為燃料電池在我國的應用及其標準化工作起促進作用。三、燃料電池的標準化狀況燃料電池作為新興產(chǎn)業(yè)，其技術尚未完善，大規(guī)模商業(yè)化也還有待時日，因此其標準化工作歷史不長。1998年國際電工委員會(ie)才成立了燃料電池技術委員會(t105)。迄今為止已有七個燃料電池技術標準的工作組在進展制定工作(見表2略)，去年8月22日又開場傳遞新的工作工程“微型燃料電池發(fā)電系統(tǒng)平安標準(ie105/61/npg#？)。各個國家將借鑒這些標準編制本國在多個領域應用的燃料電池技術標準。2002年10月科技部在我國“九五期間新能源和可再生能源領域安排的國家科技攻關工程、863方案工程等重大工程已獲得階段性成果，和擁有自主知識產(chǎn)權專利技術的根底上，下達了進展新能源和可再生能源關鍵技術標準研究國家科技攻關方案有關課題任務，包括了研究質子交換膜燃料電池的標準體系、“質子交換膜燃料電池術語標準以及制定“質子交換膜電池組及系統(tǒng)標準。這些標準已經(jīng)按方案完成或在進展中。它們根本上是采納ie/t105的有關標準制定，力圖使我國燃料電池技術及標準與國際接軌。除此之外，我國上述幾種燃料電池的標準大都僅僅是企業(yè)標準。四、20222022燃料電池標準化開展重點1開展固體氧化物燃料電池(sf)和熔融碳酸鹽燃料電池f體系的研究，術語標準及電池組、電池系統(tǒng)標準的制定工作。2根據(jù)