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3
PEM电解槽能效评价指标及试验方法
1范围
本文件规定了PEM电解槽能效评价指标体系、综合评价方法与等级划分、评价模式、评测流程和试验方法。
本文件适用于PEM电解槽能效的性能评价及试验。本文件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，其必威体育精装版版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T19774水电解制氢系统技术要求
GB/T24499氢气、氢能与氢能系统术语
GB/T29729氢系统安全的基本要求
GB32311水电解制氢系统能效限定值及能效等级
GB/T37562压力型水电解制氢系统技术条件
GB/T37563压力型水电解制氢系统安全要求
3术语和定义
GB32311、GB/T19774、GB/T37562、GB/T37563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ratedoperatingstatus
静态标定工况是指电解槽运行的直流电流密度为12000A/m2±500A/m2，工作温度70℃±5℃,工作压力为0.1MPa-5.0MPa。
3.2
额定氢气产量ratedhydrogenproduction
PEM电解槽在产品标称的工作状态下的氢气产量，单位为Nm3/h。
3.3
标定单位能耗ratedenergyconsumption
PEM电解槽在静态标定工况下，生产标准状况下1Nm3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℃,101.325kPa（绝压）状态下的气体体积，单位为Nm。注2：：本文件中能耗指水电解直流电耗。
注3：：直流能耗按照3.2MPa电解槽出口压力进行核算，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ratedpeakcurrentdensity
标定电流密度是指电解槽稳压状态下（电压值为1.8V），工作温度为70±5℃,压力为额定工作压力，平稳运行30min以上可以达到的电流密度。
3.5
有效电解面积effectiveelectrolyticarea
4
有效电解面积是指PEM电解槽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
4.1.1PEM电解槽的性能评价指标包括：制氢能耗、电流密度、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
表1PEM电解槽能评价指标体系与领跑者行动目标
序号
指标类型
评价指标
指标数值
测试依据
指标
规模Nm/h
首期指标
1
核心指标
制氢能耗
（kWh/Nm@12000A/m）
20≤规模＜100
≤4.5
（直流能耗）
附录A
100≤规模＜200
≤4.6
规模≥200
≤4.6
2
电流密度（A/m@1.8V）
≥16000
附录B
3
基础指标
气密性
符合GB/T37562要求
附录C
4
泄漏量
小于0.5％/h
附录D
5
额定氢气产量
符合设计指标要求
附录E、附录F
6
氢气纯度
纯度≥99.9%
附录G
7
静态试验
符合本文件要求
附录H
8
差压试验
符合GB/T37562要求
附录I
注：氢气纯度为PEM电解槽出口处（不含纯化装置）的氢气纯度。
4.3综合评价与等级划分
4.3.1PEM电解槽的性能评价，应在满足基础指标的前提下，对核心指标进行综合评分，并根据综合评分结果进行评级。具体评分依据和等级划分分别见表2和表3。
表2PEM电解槽能效性能评价原则
满足条件
综合评价
核心指标
项目
规模
核心指标水平分级
权重
规模Nm/h
先进水平≥80分
平均水平（70分-80分）
基准水平
（60分-70分）
制氢能耗（kWh/Nm@12000A/m）
20≤规模＜100
≤4.1
（4.1-4.3]
（4.3-4.5]
60%
100≤规模＜200
≤4.2
（4.2-4.4]
（4.4-4.6]
≥200
≤4.3
（4.3-4.4]
（4.4-4.6]
电流密度（A/m@1.8V）
≥200
≥15000
[12000-15000）
[10000-12000）
40%
注1：当核心指标值位于基准水平和平均水平的区间时，所得分数按照指标区间相对应的分数区间的线性关系进行打分。
注2：当制氢能耗优于先进水平时，能耗比先进水
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