近期,国际标准化组织氢能技术委员会(ISO/TC 197/SC 1 "Hydrogen at Scale and Horizontal Energy Systems")决定成立氢管道特别工作组(ISO/TC 197/SC 1/AHG2 "H2 and high H2 content blends pipelines"),并由浙江大学氢能研究院院长郑津洋院士担任召集人、氢能研究院氢安全研究中心主任花争立博士和中国标准化研究院杨燕梅博士担任秘书,以推进纯氢和高含氢管道相关技术创新和国际标准建设。目前,该工作组正在全球范围内召集氢管道领域专家、学者,将尽快完成工作组组建并启动国际合作。
图1. 国际标准化组织氢能技术委员会成立氢管道特别工作组
(https://www.iso.org/committee/9387084.html)
氢管道安全应用,国际合作势在必行
随着氢能在未来能源体系中扮演的角色得到广泛认可,氢管道成为越来越多国家氢能发展战略中的重要组成部分。国际能源机构(International Energy Agency)2023年数据(Hydrogen Production and Infrastructure Projects Database)显示,2023-2050年间,全球将有22个国家陆续开展100余个氢管道项目;其中,约50%的项目预期于2028-2030年启动,中国中石化预期2030年启动长度为400 km的管道输氢项目,输氢规模可达500 ktpa(千吨/年)。
同时,据国际氢能委员会(Hydrogen Council)预测,到2050年,全球长距输氢(long-distance transport)供给将达到400 mtpa(百万吨/年);其中,长管输氢(long-distance transport of piped hydrogen)供给占比超过50%,而中国和北美将成为长距输氢两大主要市场,供给量将分别为139 mtpa(百万吨/年)和80 mtpa(百万吨/年),占全球供给量50%以上;需求量将分别为164 mtpa(百万吨/年)和62 mtpa(百万吨/年),占全球需求量55%以上。
由此可见,管道输氢的市场空间非常可观,而长输管道技术攻关和应用将是我国打造全球氢能产业发展优势的关键之一。
然而,由于氢气易漏、易燃、易爆、易使材料力学性能产生劣化的特性,随着压力和输氢量的增大,在氢管道安全应用方面依然存在诸多技术难题和标准缺失。现行氢管道标准,如ASME B31.12–2019、IGEM/TD/1 Edition 6 S2、CGA G-5.6-2005 (R2013)、AIGA 033-14等,难以满足日益增长的氢管道安全、经济、可靠建设和运行的需求。
为了加强全球氢管道领域内学者和相关组织的交流与合作,共同推动长输管道、配送管道和天然气管道输氢再利用等相关技术和标准创新,2023年11月,郑院士联合中国标准化研究院等单位相关专家在ISO/TC 197/SC 1 "Hydrogen at Scale and Horizontal Energy Systems"年会上提出通过创新设计理念和评价方法来平衡氢管道安全应用和经济成本,并且提议成立氢管道特别工作组。该项提案获得了ISO/TC197/SC1成员国的一致认可和赞同。可以预见,该工作组未来制定的国际标准将是推动全球氢管道生产和安全应用的关键参考。
图2. 郑津洋院士等参加ISO/TC 197/SC 1年会
科研成果标准化,三十余年深耕结出硕果
郑院士一直以来注重科研成果的标准化,并积极推动国际和国内氢能技术标准制定。截至目前,作为国际氢能协会规范标准专委会主席、全国氢能标准化技术委员会副主任、全国气瓶标准化技术委员会副主任、全国锅炉压力容器标准化技术委员会委员,他带领氢能储运装备团队参与制定国际标准/法规3项、牵头和参与制定国家标准48项、牵头和参与制定行业和团体标准17项,填补了我国车用压缩氢气铝内胆碳纤维全缠绕气瓶、车用压缩氢气塑料内胆碳纤维全缠绕气瓶、加氢站储氢压力容器、高压氢气材料氢相容性、氢系统基本安全等多项标准的空白,实现了钢带错绕式全多层储氢高压容器、基于声衰减频移的超声相控阵双向聚焦方法等多项自主技术的标准化,荣获中国专利优秀奖2项,为推动我国氢能储运装备和氢安全技术标准化创新和国际交流做出了重要贡献。
持续推动我国参与氢能国际标准化,2023年3月,郑院士作为发展中国家的ISO/TC 197特别顾问受邀在联合国工业发展组织等主办的发展中国家和转型经济中氢供应链的标准发展高端论坛(Standards development for the hydrogen supply chain in developing countries and transition economies)作主题演讲,受到国际同行的高度赞扬。
标准创新与科技创新协同,氢能标准体系建设加速
标准创新与科技创新协同,是国家引领国际科技创新、抢占国际科技和产业发展制高点的重要抓手之一。近期,我国正在加快推进标准化战略实施和氢能产业标准体系建设,以推动氢能产业有序发展;同时鼓励产学研用各方积极参与国际标准化工作,逐步提升我国氢能国际标准化影响力。
2023年7月,国家标准委、国家发改委、工信部、生态环境部、应急管理部、国家能源局联合印发《氢能产业标准体系建设指南(2023版)》,要求加快建立氢能制、储、输、用标准体系,充分发挥标准对氢能产业发展的支撑和引领作用。该指南要求到2025年,我国支撑氢能全链条发展的标准体系基本建立,制修订30项以上国家标准和行业标准。该指南还鼓励产学研用各方参与标准制定,深度参与ISO、IEC国际标准化工作。为此,该指南特别提出氢能国际标准化提升行动。
人才是创新的基石。2023年11月,国家标准委、教育部、科技部、人力资源社会保障部、全国工商联联合印发《标准化人才培养专项行动计划(2023-2025年)》,全面贯彻落实新时代标准化战略,要求培养造就大批德才兼备的高素质标准化人才。
氢能标准化,我们已经在路上
积极响应国家氢能标准化政策落实,氢能研究院在牵头氢能产业标准体系建设、推动氢能技术和产业标准创新与国际合作、培养德才兼备的标准化人才等方面持续发力。
为了集聚标准创新优势资源,作为国际氢能协会规范标准专委会(IAHE CSD)、全国气瓶标准化技术委员会车用高压燃料气瓶分技术委员会(SAC/TC 31/SC 8)、中国材料与试验标准化委员会氢能材料试验标准化技术委员会等标准化组织秘书处挂靠单位,浙江大学氢能研究院成立了标准化创新研究中心。2023年11月初,氢能研究院参与组织的“氢能产业标准体系建设推进工作会议”在杭州成功举行。会议邀请了《氢能产业标准体系建设指南(2023版)》起草单位对该指南以及相关政策进行解读,并组织全国氢能标准化技术委员会、全国气瓶标准化技术委员会等6个单位对其标准化工作进展进行介绍。来自全国各相关单位的50余名标准化工作者参与了现场学习和交流,共同探讨推动我国氢能产业标准体系建设的工作举措。
图3.氢能产业标准体系建设推进工作会议现场
未来,敬请各界同仁与氢能研究院一起积极支持我国氢能产业标准体系建设和深度参与国际氢能标准创新交流与合作。
供稿:丁亭亭
图片提供:花争立、林思思
编辑:史小巧
审核:陈志平