ISO/IEC、美日中氢能技术标准化体系比较与建议

doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-1154

摘要/Abstract

摘要：

技术标准在技术进步、国际贸易中具有重要作用。全景式梳理、比较氢能技术标准化体系发展与现状，对于促进技术进步、规范国际贸易至关重要。本文综述了ISO/IEC、美国、日本和中国等5个主体氢能技术标准化体系：介绍了上述5个主体的氢能标准化机构，详细梳理了ISO/IEC氢能国际标准与美日中氢能国家标准/行业标准的层级结构比例，并按标准具体内容将其归类到8个技术类别中，分析了各主体在8个技术类别中的分布与特征。文中指出相比于美国和日本，中国氢能技术标准化体系存在行业标准数量较少、氢能产业联盟在行业标准制定中主导性弱和部分技术类别覆盖度低的不足。针对上述不足，文章对中国氢能技术标准体系提出两条发展建议：增加行业标准数量，以发挥其对标准体系补充、完善的作用，为此需赋予中国氢能产业联盟制定行业标准的权限；优化中国氢能技术标准分布，提高氢储运与加注以及氢能应用等技术类别的覆盖度，保障氢能产业从定点示范运营到城市群大规模推广的顺利升级。

关键词: 氢能, 标准化体系, 技术标准, 技术类别, 技术分布

Abstract:

Technical standards are the cornerstone of industrial upgrading and international trade. A comprehensive overview and comparison of the development and current status of hydrogen technical standardization is essential to regulate and promote technological progress and global trade. In this work, the development and current status of hydrogen technical standardization of ISO/IEC, America, Japan and China were reviewed. It introduced hydrogen technical standardization organizations, compared detailly the ratio, structure and specific content of ISO/IEC international standards and national/industry standards of America, Japan and China, classified them into 8 technical categories of hydrogen technical standard system and revealed their distribution as well as features. Compared with America and Japan, Chinese hydrogen technical standardization system had the defects of fewer number of industry standards, weak dominance of hydrogen energy industrial associations in standardization process and insufficient technical coverage of some technical categories. Based on the comparisons, 2 practical suggestions were proposed for the development of Chinese technical standardization system, including authoring industrial associations the right of formulate hydrogen technical industry standard and optimizing the distribution of Chinese hydrogen technical standards.

Key words: hydrogen, standardization system, technical standard, technical category, technology distribution

中图分类号:

TK91

施文博, 蔡淳名, 李德威, 小野圭, 张剑波. ISO/IEC、美日中氢能技术标准化体系比较与建议[J]. 化工进展, 2022, 41(12): 6275-6284.

SHI Wenbo, TSAI Chunming, LI Dewei, ONO Kei, ZHANG Jianbo. ISO/IEC, American, Japanese and Chinese hydrogen technical standardization system: comparison and suggestions[J]. Chemical Industry and Engineering Progress, 2022, 41(12): 6275-6284.

图/表 7

参考文献 35

1	SONGOLZADEH M, SOLEIMANI M, TAKHT RAVANCHI M, et al. Carbon dioxide separation from flue gases: a technological review emphasizing reduction in greenhouse gas emissions[J]. The Scientific World Journal, 2014, 2014: 828131.
2	CHEN Shaoyong, GUO Yuzhen, ZHENG Yanxiang. Temporal and spatial variation of annual mean air temperature in arid and semiarid region in northwest China over a recent 46 year period[J]. Journal of Arid Land, 2010, 2(2): 87-97.
3	KOSONEN I. Intermittency of renewable energy; review of current solutions and their sufficiency[J]. Environmental Science, 2018.
4	VEZIRO⋗LU T N, BARBIR F. Hydrogen: the wonder fuel[J]. International Journal of Hydrogen Energy, 1992, 17(6): 391-404.
5	高驰. 一文读懂《节能与新能源汽车技术路线图2.0》: 2035年新能源市场占比超50%[J]. 汽车与配件, 2020(21): 40-41.
	GAO Chi. A guide to understand the “energy-saving and new energy automobile technology roadmap 2.0”: new energy market share of more than 50% in 2035[J]. Automobile ＆ Parts, 2020(21): 40-41.
6	王平, 侯俊军. 从传统标准化到标准联盟的崛起——全球标准化治理体系的变革[J]. 标准科学, 2020(12): 51-62.
	WANG Ping, HOU Junjun. From traditional standardization to the rise of consortia: the transformation of global standards governance system[J]. Standard Science, 2020(12): 51-62.
7	KOMISSINA I N. Standardization in China: recent trends and future prospects[J]. National Strategy, 2022: 191-218.
8	LACAL ARANTEGUI R, JÄGER-WALDAU A. Photovoltaics and wind status in the European Union after the Paris Agreement[J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2018, 81: 2460-2471.
9	DEVAUX C R. A review of U.S. participation in the International Organization for Standardization (ISO) and the International Electrotechnical Commission (IEC)[R]. National Institute of Standards and Technology, 2000.
10	KOCHAN A. ISO 9000: creating a global standardization process[J]. Quality, 1993, 32(10): 26.
11	SCHNEIDER F, MAURER C, FRIEDBERG R C. International organization for standardization (ISO) 15189[J]. Annals of Laboratory Medicine, 2017, 37(5): 365-370.
12	陈晓露, 刘小敏, 王娟, 等. 液氢储运技术及标准化[J]. 化工进展, 2021, 40(9): 4806-4814.
	CHEN Xiaolu, LIU Xiaomin, WANG Juan, et al. Technology and standardization of liquid hydrogen storage and transportation[J]. Chemical Industry and Engineering Progress, 2021, 40(9): 4806-4814.
13	姜英龙, 杨子佳, 宋北, 等. 熔敷金属中扩散氢测定方法标准化现状与分析[J]. 机械制造文摘(焊接分册), 2020(3): 20-26.
	JIANG Yinglong, YANG Zijia, SONG Bei, et al. Current status and analysis of standard methods for determination of diffused hydrogen in deposited metals[J]. Welding Digest of Machinery Manufacturing, 2020(3): 20-26.
14	王赓, 左阿惠, 李爱仙, 等. 我国氢能标准体系框架构建研究[J]. 中国标准化, 2010(4): 34-37.
	WANG Geng, ZUO Ahui, LI Aixian, et al. Study on establishment of standard system framework of hydrogen energy in China[J]. China Standardization, 2010(4): 34-37.
15	薛俊, 裴冯来. 我国氢能与燃料电池标准化工作研究[J]. 质量与标准化, 2020(7): 50-53.
	XUE Jun, PEI Fenglai. Standardization research of Chinese hydrogen energy and fuel cell[J]. Quality and Standardization, 2020(7): 50-53.
16	王赓, 郑津洋. 氢能技术标准体系与战略[M]. 北京: 化学工业出版社, 2012.
	WANG Geng, ZHENG Jinyang. Hydrogen technical standardization system and strategy[M]. Beijing: Chemical Industry Press, 2012.
17	北极星氢能网.最新\|94项“氢能与燃料电池”国家标准盘点[EB/OL].[2022-07-13]. .
	Polaris Hydrogen Energy Network. The newest 94 “Hydrogen and fuel cell” national standards inventory [EB/OL]. [2022-07-13]. .
18	中国氢能源网.目前我国氢能国家标准有80多项[EB/OL]. [2022-07-13]. .
	Chinese Hydrogen Energy Network. There are more than 80 national standards for hydrogen energy in China at present [EB/OL]. [2022-07-13]. .
19	中国氢能标准化研究院.氢能标准进展[EB/OL].[2022-07-13]..
	China National Institute of Standardization. Hydrogen energy standards progress [EB/OL].[2022-07-13]. .
20	TCHOUVELEV A V, DE OLIVEIRA S P, NEVES N P. Regulatory framework, safety aspects, and social acceptance of hydrogen energy technologies[M]//Science and Engineering of Hydrogen-Based Energy Technologies. Amsterdam: Elsevier, 2019: 303-356.
21	AGIUS C, JACHIA L. International IECEx system evolution and role of the united nations, UNECE[C]//2012 Petroleum and Chemical Industry Conference Europe Conference Proceedings (PCIC EUROPE). Prague, Czech Republic. IEEE, : 1-15.
22	KIM J W, LEE T, CHOI J W. Current status of standardization of ISO TC197[J]. Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society, 2016, 27(3): 245-255.
23	International Standard Organization. Technical committees ISO/TC 197 hydrogen technologies[EB/OL]. [2022-07-13]. .
24	Fuel Cell and Hydrogen Energy Association. Hydrogen/fuel cell codes & standards[EB/OL]. [2022-07-13]. .
25	全球标准和法律法规[EB/OL]. [2022-07-13]. .
	standards Global, laws and regulations [EB/OL]. [2022-07-13]. .
26	DUVAL M, DEPABLA A. Interpretation of gas-in-oil analysis using new IEC publication 60599 and IEC TC 10 databases[J]. IEEE Electrical Insulation Magazine, 2001, 17(2): 31-41.
27	PIEPEREIT A, TILLMETA W. International electrochemical commission activities of technical committee 105 (IEC TC 105)[C]// The 14. world hydrogen energy conference 2002, Montreal, PQ, 2002.
28	SMOLEK M K, KLYCE S D, HOVIS J K. The universal standard scale: proposed improvements to the American National Standards Institute (ANSI) scale for corneal topography[J]. Ophthalmology, 2002, 109(2): 361-369.
29	ZHANG Fan, ZHAO Pengcheng, NIU Meng, et al. The survey of key technologies in hydrogen energy storage[J]. International Journal of Hydrogen Energy, 2016, 41(33): 14535-14552.
30	ROSEN M A, KOOHI-FAYEGH S. The prospects for hydrogen as an energy carrier: an overview of hydrogen energy and hydrogen energy systems[J]. Energy, Ecology and Environment, 2016, 1(1): 10-29.
31	Japanese Industrial Standards Committee. Flowchart of JIS development[EB/OL].[2022-06-08]. .
32	MATSUI Y, TANAHASHI M. Development of JAMA—JARI pedestrian headform impactor in compliance with ISO and IHRA standards[J]. International Journal of Crashworthiness, 2004, 9(2): 129-139.
33	LI J. Hydrogen energy country overview: China[C]//NICE (National Institute of Clean-and-lowcarbon Energy), a part of China Energy Investment Corporation. Presentation, US DOE International Hydrogen Infrastructure Workshop,2 018: 11-12.
34	ZHENG J Y, HUA Z L, OU K S, et al. Evolution in hydrogen safety activities, researches, and standards in China over the last decade[J]. Environmental Science, 2013.
35	LIU Hui, CARGILL C. Setting standards for industry: comparing the emerging Chinese standardization system and the current US system[M]. Honolulu, HI: East-West Center, 2017.

技术标准分类	标准编号	标准名称
氢质量	ISO 14687：2019	氢燃料质量——产品规格
	ISO 19880-8：2019	气态氢——加氢站——第8部分：燃料质量控制
氢安全	ISO/TR 15916：2015	氢系统安全的基本要求
	ISO 16110-1：2017	燃料转化制氢装置——第1部分：安全
	ISO/TS 19883：2017	用于氢气分离和净化的变压吸附系统的安全性
氢制备与纯化	ISO 22734：2019	电解水的氢气发生器——工业、商业和住宅应用
氢储运与加注	ISO 13984：1999	液态氢——陆地车辆燃料加注系统接口
	ISO 13985：2006	液态氢——陆地车辆燃料罐
	ISO 16111：2018	可运输的储气装置——金属氢化物可逆吸附氢气
	ISO 17268：2020	气态氢陆地车辆燃料加注连接装置
	ISO 19880-1：2020	气态氢——加氢站——第1部分：基本要求
	ISO 19880-3：2018	气态氢——加氢站——第3部分：阀
	ISO 19880-5：2019	气态氢——加氢站——第5部分：软管和软管组件
	ISO 19881：2018	气态氢——陆地车辆燃料容器
	ISO 19882：2018	气态氢——车用压缩储氢容器的温度驱动的压力泄放装置
氢相关测试	ISO 16110-2：2010	燃料转化制氢装置——第2部分：性能测试方法
	ISO 26142：2010	氢气检测仪器——固定式应用

技术标准分类	标准编号	标准名称
氢质量	ISO 14687：2019	氢燃料质量——产品规格
	ISO 19880-8：2019	气态氢——加氢站——第8部分：燃料质量控制
氢安全	ISO/TR 15916：2015	氢系统安全的基本要求
	ISO 16110-1：2017	燃料转化制氢装置——第1部分：安全
	ISO/TS 19883：2017	用于氢气分离和净化的变压吸附系统的安全性
氢制备与纯化	ISO 22734：2019	电解水的氢气发生器——工业、商业和住宅应用
氢储运与加注	ISO 13984：1999	液态氢——陆地车辆燃料加注系统接口
	ISO 13985：2006	液态氢——陆地车辆燃料罐
	ISO 16111：2018	可运输的储气装置——金属氢化物可逆吸附氢气
	ISO 17268：2020	气态氢陆地车辆燃料加注连接装置
	ISO 19880-1：2020	气态氢——加氢站——第1部分：基本要求
	ISO 19880-3：2018	气态氢——加氢站——第3部分：阀
	ISO 19880-5：2019	气态氢——加氢站——第5部分：软管和软管组件
	ISO 19881：2018	气态氢——陆地车辆燃料容器
	ISO 19882：2018	气态氢——车用压缩储氢容器的温度驱动的压力泄放装置
氢相关测试	ISO 16110-2：2010	燃料转化制氢装置——第2部分：性能测试方法
	ISO 26142：2010	氢气检测仪器——固定式应用

国际组织或国家	标准数量/项	氢能技术标准体系
国际组织或国家	标准数量/项	基础与管理	氢质量	氢安全	氢工程建设	氢制备与纯化	氢储运与加注	氢能应用	氢相关测试
ISO/IEC	59	7	2	11	2	1	9	8	19
美国	147（31+116）	5（0+5）	7（2+5）	13（1+12）	8（3+5）	5（0+5）	32（8+24）	41（12+29）	36（5+31）
日本	82（27+55）	1（1+0）	7（2+5）	21（4+17）	8（1+7）	3（0+3）	13（1+12）	11（4+7）	18（14+4）
中国	131（101+30）	4（4+0）	6（6+0）	23（19+4）	11（2+9）	15（9+6）	12（10+2）	15（14+1）	45（37+8）

国际组织或国家	标准数量/项	氢能技术标准体系
国际组织或国家	标准数量/项	基础与管理	氢质量	氢安全	氢工程建设	氢制备与纯化	氢储运与加注	氢能应用	氢相关测试
ISO/IEC	59	7	2	11	2	1	9	8	19
美国	147（31+116）	5（0+5）	7（2+5）	13（1+12）	8（3+5）	5（0+5）	32（8+24）	41（12+29）	36（5+31）
日本	82（27+55）	1（1+0）	7（2+5）	21（4+17）	8（1+7）	3（0+3）	13（1+12）	11（4+7）	18（14+4）
中国	131（101+30）	4（4+0）	6（6+0）	23（19+4）	11（2+9）	15（9+6）	12（10+2）	15（14+1）	45（37+8）

[1]	孙旭东, 赵玉莹, 李诗睿, 王琦, 李晓健, 张博. 我国地方性氢能发展政策的文本量化分析[J]. 化工进展, 2023, 42(7): 3478-3488.
[2]	张巍, 王锐, 缪平, 田戈. 全球可再生能源电转甲烷的应用[J]. 化工进展, 2023, 42(3): 1257-1269.
[3]	孙晖, 孟祥海, 魏景海, 周红军, 徐春明. 绿电制氢生产氨的新场景与实践[J]. 化工进展, 2023, 42(2): 1098-1102.
[4]	王红霞, 徐婉怡, 张早校. 可再生电力电解制绿色氢能的发展现状与建议[J]. 化工进展, 2022, 41(S1): 118-131.
[5]	周红军, 周颖, 徐春明. 中国碳中和目标下CO₂转化的思考与实践[J]. 化工进展, 2022, 41(6): 3381-3385.
[6]	周红军, 周颖, 徐春明. 中国碳达峰碳中和目标下炼化一体化新路径与实践[J]. 化工进展, 2022, 41(4): 2226-2230.
[7]	陈伟锋, 尚娟, 邢百汇, 魏皓天, 顾超华, 花争立. 关于天然气管网安全掺氢比10%的商榷[J]. 化工进展, 2022, 41(3): 1487-1493.
[8]	王集杰, 韩哲, 陈思宇, 汤驰洲, 沙峰, 唐珊, 姚婷婷, 李灿. 太阳燃料甲醇合成[J]. 化工进展, 2022, 41(3): 1309-1317.
[9]	李昊阳, 张炜, 李小森, 徐纯刚. 水合物储氢的研究进展[J]. 化工进展, 2022, 41(12): 6285-6294.
[10]	张振扬, 妙丛, 王峰, 兰玉岐, 安刚, 杨申音. 规模化氢液化装置现状及未来技术路线分析[J]. 化工进展, 2022, 41(12): 6261-6274.
[11]	岳国君, 林海龙, 彭元亭, 闵剑, 王梦, 熊强. 以生物质为原料的未来绿色氢能[J]. 化工进展, 2021, 40(8): 4678-4684.
[12]	高佳佳, 米媛媛, 周洋, 周红军, 徐泉. 新型储氢材料研究进展[J]. 化工进展, 2021, 40(6): 2962-2971.
[13]	郭博文, 罗聃, 周红军. 可再生能源电解制氢技术及催化剂的研究进展[J]. 化工进展, 2021, 40(6): 2933-2951.
[14]	赵永志, 蒙波, 陈霖新, 王赓, 郑津洋, 顾超华, 张鑫, 张俊峰. 氢能源的利用现状分析[J]. 化工进展, 2015, 34(09): 3248-3255.
[15]	寇小文, 顾雄毅, 李平. 氢能载体十氢萘制氢表观动力学[J]. 化工进展, 2015, 34(09): 3279-3285.