摘要：GB/T 29729《氢系统安全的基本要求》是我国重要的氢系统安全国家标准，自2013年颁布至今对我国氢能的推广利用发挥了积极作用。近年来，氢能技术的快速发展对氢系统的安全问题提出了新的要求，为了进一步提高原标准的先进性和适用性，促进氢能产业持续、健康发展，国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会于2022年12月30日发布了新修订的GB/T 29729-2022《氢系统安全的基本要求》，并明确将于2023年4月1日实施。本文从标准修订背景、修订原则、主要修订内容及预期的经济效益等方面进行梳理和总结，以期对标准的贯彻实施提供一定的指导。
1 修订背景
氢能具有来源多样、洁净环保、应用广泛、利用高效等优点，可以同时满足资源、环境和可持续发展的要求，是极具发展潜力的清洁能源。日本、美国、德国等发达国家纷纷加大氢能技术研发的科技力量和资金投入，并将发展氢能作为国家能源战略。我国也十分重视氢能技术的开发和利用，《“十四五”规划和2035年远景目标纲要》、《中华人民共和国能源法（征求意见稿）》、《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》等均对氢能发展作了部署。大力开展氢能利用，是我国转变能源消费结构、保障能源安全、实现双碳目标的重要举措。
氢能的利用，必然涉及制氢系统、储氢系统、输氢系统等氢系统。然而，氢系统往往结构复杂，操作条件多样，具有介质易燃易爆、易发生氢脆损伤、失效机理复杂、失效后果严重等特征，氢系统安全是国内外面临的共同挑战。近年来，国内外氢系统安全事故多发。例如2019年6月1日美国加州一化工厂储氢罐和氢气运输车发生氢气泄漏爆炸事故；2019年6月10日挪威加氢站因储氢系统密封失效发生氢气泄漏爆炸事故，造成恶劣影响；国内加氢站运行过程中也多次出现关键部件的泄漏和断裂问题。
氢能的推广利用，安全用氢是基础。安全用氢的前提是了解氢（包括气态氢、液态氢和浆氢等）的基本特性和氢系统（包括制氢系统、储存系统、输送系统等）的危险因素，并掌握控制其使用风险的工程方法，以合理、安全地设计和使用氢系统。氢能安全利用是氢能产业化的重要前提之一，而氢能安全领域的规范标准是实现氢能安全利用的重要途径。世界各国在大力推进和发展氢能开发利用的同时，都非常重视其标准化工作，并将氢能标准化作为一项重要的氢能发展战略。氢能标准化是我国技术标准化工作的重要组成部分，也是我国氢能高速发展的重要保证。
GB/T 29729-2013《氢系统安全的基本要求》作为我国第一部氢系统安全国家标准，在促进氢能技术健康发展及提高其市场和社会认可度等方面发挥了积极作用。氢能技术的快速发展对氢系统的安全问题提出了新的要求，国内外与氢系统相关的标准陆续发布，本标准非等效采用的国际标准ISO/TR 15916：2004也已于2015年颁布了最新修订版本。为了进一步提高标准的先进性和适用性，国家标准化管理委员会于2020年1月下达了GB/T 29729-2013《氢系统安全的基本要求》的修订计划，由浙江大学负责组织修订工作。经国家市场监督管理总局和国家标准化管理委员会批准，新修订标准GB/T 29729-2022《氢系统安全的基本要求》已于2022年12月30日正式发布，并明确将于2023年4月1日实施，将全部代替 GB/T 29729-2013。本标准的推出将为我国氢能的大规模应用提供有力支撑，推动我国氢能产业的进一步发展。
2 修订原则
《氢系统安全的基本要求》的修订遵循以下基本原则。
（1）非等效采用原则。为保证本标准的国际认可度，标准使用重新起草法参考ISO/TR 15916:2015《氢系统安全的基本考虑》编制，与ISO/TR 15916:2015的一致性程度为非等效。
（2）规范性原则。标准的编写遵守国家标准GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准的结构和编写》。
（3）继承性原则。把原标准中普遍使用且经实践检验是好用、适用的内容充分继承下来。若需要更改，应经充分讨论，达成一致后，方可更改。
（4）协调性原则。修订标准不破坏原有标准间的协调状态，确保不会由于修订引起新的重复、交叉和矛盾。
（5）先进性和适用性原则。结合国内氢能发展需求、氢能技术进步、国内外氢系统使用经验等，对氢系统安全的相关要求作出全面规定。
3 修订内容
3.1 标准主要内容
与GB/T 29729-2013《氢系统安全的基本要求》相比，修订后的标准整体框架未有改变，包含7章内容，以及4章附录。
3.1.1第1章范围
明确了本标准规定的内容，包括氢系统的类别、氢的基本特性、氢系统的危险因素及其风险控制的基本要求。同时，明确了本标准的适用范围，包括氢的制取、储存、输送和应用系统的设计和使用。
3.1.2 第2章规范性引用文件
共列举了本标准引用的全部29个规范性文件和标准，其中国家标准25个，行业标准4个。
3.1.3 第3章术语和定义
收录了本标准中涉及的11条术语及定义（包括氢系统、固态储氢、氢分压、固定式氢气储存容器、液氢增压泵、浆氢、正氢、仲氢、常态氢、液氢和加氢合建站）。
3.1.4 第4章氢系统的类别
具体说明了本标准所涵盖的氢系统范围，即制氢系统、储氢系统、输氢系统与用氢系统，包含可再生能源制氢系统、液氢和浆氢储存系统、氢气输送系统等。
3.1.5 第5章氢的基本特性
描述了氢的物理和热物理性质、燃烧特性等，使标准参阅者能够更加了解氢，掌握氢与安全相关的特性。
3.1.6 第6章氢系统的危险因素
分类介绍了氢系统的危险因素，主要包括泄漏和渗漏、与燃烧有关的危险因素、与压力有关的危险因素、与温度有关的危险因素、与固态储氢有关的危险因素、生理危害等。
3.1.7 第7章风险控制
规定了氢系统风险控制的基本原则、设计风险控制、氢设施要求、检测要求、火灾和爆炸风险控制、操作要求、突发事件等内容。
3.1.8 附录A典型制氢系统
为资料性附录，给出了几种典型的制氢系统，并给出了典型制氢系统的生产工艺流程图或系统结构图，包括水电解制氢系统、天然气蒸汽转化制氢系统、甲醇转化制氢系统、煤气化制氢系统、风能和太阳能水电解制氢系统。
3.1.9 附录B氢的性质，附录C氢的燃烧特性
均为资料性附录，给出了氢的物理和热物理性质、燃烧特性等相关数据，并给出氢气与其他常见气体的物理和燃烧特性对比数据。
3.1.10 附录D氢环境常用金属材料和非金属材料
为资料性附录，介绍了氢环境常用金属材料（如S31603、6061、4130X、X42等）的化学成分和力学性能要求、密封件用非金属材料、塑料。
3.2 主要修订内容
本次标准修订主要从术语定义、氢系统的类别、氢的基本特性、氢系统的危险因素、氢系统的风险控制、氢环境常用材料等方面进行了修订。相比于GB/T 29729-2013《氢系统安全的基本要求》，本标准的适用范围更广，氢的基本特性、氢系统材料、氢系统风险控制等技术指标更明确丰富，处于国际先进水平。
3.2.1 补充了部分必要术语
——补充了氢分压、固定式氢气储存容器、液氢增压泵、浆氢、正氢、仲氢、常态氢、液氢和加氢合建站的术语和定义。
3.2.2 为满足氢能全产业链发展需求，拓宽了氢系统的类别
——更新了本标准的适用范围，即本标准适用于氢的制取、储存、输送和应用系统的设计和使用。
——更新和补充了制氢系统、输氢系统、用氢系统的相关内容，根据国内制氢系统种类增加了核能制氢、煤气化制氢系统、氨制氢等的相关规定，储/输氢系统的分类更改为高压气态氢、液态氢、固态氢储存及输送系统，增加了用氢系统的相关介绍。
3.2.3 根据对氢的基本特性认识的深入，进一步完善氢的基本特性的相关内容
——修改了氢的基本特性的相关内容。
——修订了常态氢和仲氢的物理和热物理性质、氢气与其它常见气体的热物理性质比较的相关数据。
——补充修订了氢的燃烧特性、氢气与其它常见燃料的燃烧特性比较的相关数据，其中氢气在常温常压空气中的爆轰极限由具体数值更改为在可燃极限范围内，这是因为爆轰能否传播不仅取决于混合浓度，还取决于爆轰胞格的大小与几何边界条件的关系以及反应流体的湍流水平。爆轰胞格的宽度不仅与混合物浓度有关，还与压力、稀释剂的存在和温度等其他因素有关。因此，不可能给出简单的组分数字作为混合物起爆的条件，目前还没有确定爆轰极限的标准程序。
3.2.4 根据对氢系统的危险因素认识的深入，进一步完善氢系统的危险因素的相关内容
——修改了液氢和浆氢系统关于泄漏和燃烧危险的相关内容。
——将原有的与固态储氢有关的危险因素合并至与压力有关的危险因素。
——增加了氢系统的危险关于高压氢气瓶和窒息的相关规定。
3.2.5 结合国内氢能发展需求，借鉴国内外氢系统的使用经验，对氢系统的风险控制进行合理的补充修订
——补充了氢系统与燃烧有关的危险因素中氢燃烧火焰、氢系统与温度有关的危险因素中高压氢气瓶和液氢、冻伤和窒息等生理危害的相关规定。
——补充了关于点火源、检测报警装置的风险控制基本原则。
——氢系统设计的基本要求中增加了宜作安全完整性评价的规定。
——补充修订了氢气储存容器、液氢储存容器、固态储氢容器、泵和压缩机、安全泄放装置、阀门、过滤器和阻火器的相关规定，以从设计层面进行风险控制。
——补充修订了通风要求、放空和火炬、氢泄漏检测、防止氢/氧的意外混合和杜绝点火源的相关规定，以完善氢设施、检测、火灾和爆炸风险控制等方面的安全规定。
3.2.6 根据氢与材料相互作用的最新研究成果，对氢系统材料的相关安全规定进行补充
——补充修订了合理选材的相关规定，包括金属材料与氢气环境相容性的试验方法和氢脆敏感度试验方法等，从氢系统设计方面进行风险控制。
——补充修订了S31603、S31608、4130X、X42、X52等氢环境常用金属材料的化学成分和力学性能要求的相关介绍。
——增加了氢环境密封件和塑料常用非金属材料的相关介绍。
4 标准实施效益分析
氢能是一种清洁高效的未来能源，氢以其来源广、可储存、可再生、可电可燃、应用过程零污染、零排放的特性，成为国际能源变革的重要选择，被视为 21 世纪最具发展潜力的清洁能源。开展氢能规模化应用，是我国能源转型升级的重要方向，也是实现双碳目标的重要途径。近年来，氢能应用领域的各项研究发展迅速。然而，与许多其他国家一样，我国氢能技术仍有待于进一步推广使用。其中，安全问题仍是氢能技术走向商业化的障碍之一。
氢能安全领域的规范标准是氢能技术商业化，进而实现氢规模化应用的关键。国外有关氢能安全规范和标准方面的活动十分活跃，特别是美国、欧盟、日本等发达国家都很重视氢能安全规范和标准的制定以及与技术的同步协调发展工作，同时也非常注重国际间的合作并极力将本国氢能安全规范和标准国际化。
目前我国氢能方面的标准陆续发布，包括氢气及液氢的产品标准、加氢站用储氢装置安全技术要求安全应用、氢气储存输送系统等标准，而氢系统安全相关标准较少。GB/T 29729-2013《氢系统安全的基本要求》作为我国重要的氢系统安全国家标准，在推动氢能规模化应用等方面发挥了积极作用。近年来，我国在安全检测、风险辨识、安全策略等方面都取得了重要阶段性成果，对氢系统安全的认识进一步提高。因此，对GB/T 29729-2013《氢系统安全的基本要求》标准进行修订，可进一步提高该标准的先进性和适用性，为我国氢能的大规模应用提供有力支撑，推动氢能产品质量的提高，促进我国氢能产业持续、健康、更快的发展。
更多信息，请关注浙江大学氢能研究院牵头起草的国家标准GB/T 29729-2022《氢系统安全的基本要求》将于2023年4月实施。
供稿：张睿明、尚娟
审核：郑津洋、陈志平
