ICS 27.180 CCS F 19 中国产学研合作促进会团体标准 T/CAB 0166—2022 碱性水电解制氢系统“领跑者行动” 性能评价导则 Hydrogen Top Runner Program Evaluation Guidelines of Alkaline Water Electrolysis System for Hydrogen Production 2022-09-21 发布 2022-09-21 实施 中国产学研合作促进会 发 布 T/ CAB 0166-2022 版权保护文件 版权所有归属于该标准的发布机构。除非有其他规定，否则未经许可，此发行物 及其章节不得以其他形式或任何手段进行复制、再版或使用，包括电子版，影印 件，或发布在互联网及内部网络等。使用许可可于发布机构获取。 目 次 前言 .................................................................................................................................................. II 1 范围 ............................................................................................................................................ 1 2 规范性引用文件......................................................................................................................... 1 3 术语和定义................................................................................................................................. 1 4 评价指标体系............................................................................................................................. 2 附录 A（规范性） 制氢效率试验方法 ....................................................................................... 5 附录 B（规范性） 电流密度测试方法........................................................................................ 7 附录 C（规范性） 气密性试验方法............................................................................................ 8 附录 D（规范性） 泄漏量试验方法 ........................................................................................... 9 附录 E（规范性） 氢气产量计算方法 ...................................................................................... 10 附录 F（规范性） 氢气纯度测试方法 ...................................................................................... 11 附录 G（规范性） 静态试验测试方法 ..................................................................................... 12 I T/ CAB 0166-2022 前 言 本文件按照 GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规 则》的规定起草。 本文件是通过中国氢能源与燃料电池产业创新战略联盟（以下简称“中国氢能联盟”） 发起的氢能领跑者行动，基于 GB 32311《水电解制氢系统能效限定值及能效等级》、 GB/T 19774-2005 《水电解制氢系统技术要求》、GB/T 29729-2013《氢系统安全的基本要求》、 GB/T 37562-2019 《压力型水电解制氢系统技术条件》与 GB/T 37563-2019 《压力型水电解 制氢系统安全要求》等，提出碱性水电解制氢系统性能统一评价体系与测试方法。引导我国 水电解制氢系统关键核心技术迭代升级，从而进一步推动整个氢能产业可持续高质量发展， 提升国际技术竞争力。 本文件由中国氢能源与燃料电池产业创新战略联盟提出。 本文件由中国产学研合作促进会归口。 本文件起草单位：北京国氢中联氢能科技研究院有限公司、国家能源集团氢能科技有限 责任公司、中国船舶重工集团公司第七一八研究所、考克利尔竞立(苏州)氢能科技有限公司、 天津市大陆制氢设备有限公司、常熟高新技术产业开发区管委会、阳光氢能科技有限公司、 必维质量技术服务（上海）有限公司、隆基氢能科技有限公司、同济大学、清华大学、中国 科学院大连化学物理研究所、华北电力大学、海德氢能源科技(江苏)有限公司。 本标准主要起草人：刘玮、万燕鸣、薛贺来、熊亚林、刘聪敏、陶志杰、马军、许卫、 肖晨江、王雪颖、俞红梅、刘建国、刘忠勇、杨福源、周星、王莹莹、郭小强、沈小军、王 英歌、孔令国、王鹏、卢常佳。 II T/ CAB 0166-2022 碱性水电解制氢系统“领跑者行动”性能评价导则 1 范围 本文件规定了碱性水电解制氢系统的评价指标体系、综合评价方法与等级划分、评价模 式、评测流程和测试方法。 本文件适用于碱性水电解制氢系统的“领跑者行动”性能评价。本标准将根据氢能产业 技术发展情况适时进行修订。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期 的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括 所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 19774-2005 水电解制氢系统技术要求 GB/T 24499-2009 氢气、氢能与氢能系统术语 GB/T 29729-2013 氢系统安全的基本要求 GB 32311-2015 水电解制氢系统能效限定值及能效等级 GB/T 37562-2019 压力型水电解制氢系统技术条件 GB/T 37563-2019 压力型水电解制氢系统安全要求 3 术语和定义 GB 32311-2015、GB/T 19774-2005、GB/T 37562-2019、GB/T 37563-2019 界定的以及下 列术语和定义适用于本文件。 3.1 静态标定工况 rated operating status 2 2 静态标定工况是指水电解槽运行的直流电流密度为 2500 A/m ±100 A/m ，制氢系统的温 度为工作温度 90℃±2℃，工作压力为 0.1 MPa-5.0 MPa。 3.2 额定氢气产量 rated hydrogen production 3 碱性水电解制氢系统在产品标称的工作状态下的氢气产量，单位为 Nm /h。 3.3 1 T/ CAB 0166-2022 制氢系统标定单位能耗 rated energy consumption of hydrogen producing system by water electrolysis 3 制氢系统在静态标定工况下，生产标准状况下 1 m 氢气所消耗的电量。 注 1：本文件中氢、氧气体体积为标准状态，即 0℃，101.325 kPa（绝压）状态下的气体体积，单位 3 为m。 注 2：本文件中制氢系统能耗指水电解直流电耗及制氢系统内碱液循环泵、补水泵及控制用交流能耗。 注 3：直流能耗按照 3.2 MPa 氢气堆出口压力进行核算，当出口压力为其他工况时需按附录 A 方法进 行换算。 3.4 标定电流密度 rated peak current density 标定电流密度是指制氢系统在稳压状态下（电压值为 2.0 V），工作温度为 90±2℃， 压力为额定工作压力，平稳运行 30 min 以上可以达到的电流密度。 3.5 有效电解面积 effective electrolytic area 有效电解面积是指水电解制氢系统在运行过程中可以参与电解水反应的电极面积。 4 评价指标体系 4.1 评价指标分类 4.1.1 碱性水电解制氢系统“领跑者行动”的评价指标分为：核心指标和基础指标。 4.1.2 核心指标包括：制氢能耗、电流密度。 4.1.3 基础指标：气密性、泄漏量、额定氢气产量、氢气纯度与静态试验。 4.2 评价指标体系与领跑者行动目标 表1 碱性水电解制氢系统评价指标体系与领跑者行动目标 序 指标 号 类型 核心 1 指标 评价指标 领跑者行动目标 3 指标 制氢能耗 3 （kWh/m @ 2 2500 A/m ） 规模 Nm /h 首期指标 200≤规模 ≤4.3 <500 （直流能耗） 500≤规模 <1000 规模≥1000 2 ≤4.6 ≤4.5 测试 依据 附录 A T/ CAB 0166-2022 电流密度 2 ≥3000 2 （A/m @2.0 V） 3 附录 B 气密性 符合 GB/T 37562 要求 附录 C 泄漏量 小于 0.1％/h 附录 D 额定氢气产量 符合系统设计指标要求 附录 E 6 氢气纯度 纯度≥99.8％ 附录 F 7 静态试验 符合本文件要求 附录 G 4 5 基础 指标 3 注 1：小于 200 Nm /h 的碱性水电解制氢系统在氢能领域，尤其是可再生能源与氢能融合领域几乎没有 应用场景，且其设备规模大小对制氢效率的影响大，难以反映技术水平，因此本评价规则体系 3 没有纳入小于 200 Nm /h 的碱性水电解制氢系统。 3 3 注 2：200 Nm /h≤规