《AEM水电解制氢系统能效评价指标及试验方法》编制说明.docx

1

《AEM水电解制氢系统能效评价指标及试验方法》编制说明(征求意见稿)

一、工作简况

1.1工作任务来源

AEM水电解制氢系统是基于碱性阴离子交换膜(AEM)技术的新型制氢设备，其工作原理主要是利用直流电场驱动水分子在AEM两侧发生电化学反应，阳极侧水分子分解产生氧气与氢氧根离子，氢氧根离子通过交换膜迁移至阴极，在阴极得到电子生成氢气。该系统通过优化膜材料性能、电极结构设计以及电堆集成工艺，能够有效提高电解效率，降低制氢能耗。

为规范AEM水电解制氢系统的生产、检测与应用，推动行业高质量发展，特制定本标准。本标准的制定旨在：

1、行业需求：随着氢能产业规模的持续扩大，市场对AEM水电解制氢系统的性能一致性和稳定性要求不断提高，亟需统一的能效评价标准确保产品质量。2.技术发展：AEM水电解技术创新迭代迅速，新型材料和工艺不断涌现，需要通过标准引导新技术的规范化应用，加速产业化进程。3.政策推动：国家相继出台《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》等政策文件，明确提出完善氢能标准体系，本标准的制定响应国家政策导向，助力提升行业整体技术水平。

经标准起草组及专家组多次调研论证，根据《团体标准管理规定》有关规定，特立项本系列标准。标准项目计划编号为T/CASME-XXX-2025。

1.2主要工作过程

1.2.1主要参加单位

本标准主要起草单位：惠州亿纬氢能有限公司、天津大学、西安交通大学、通标国华标准技术咨询(北京)有限公司等。起草单位主要参与草案的修改，测试方法验证等标准工作。

1.2.2工作分工

1.2.2.1第一次工作会议

2025年06月04日，线上开启《AEM水电解制氢系统能效评价指标及试验方法》标准的启动会议。天津理工大学安长华教授宣讲了《AEM水电解制氢系统能效评价指标及试验方法》的标准草案，多家参编单位共同讨论。

2

经讨论形成以下意见：

1.5.5.1气体流量的测量与5.2.1在时间间隔以及测量时长上保持一致。

2.细化7.1安全与维护要求内容等。

1.2.2.2工作进度安排

2025年3月一4月，项目市场调研。

2025年5月，开启立项论证会议，项目申报立项。

2025年6月，编写团体标准项目草案，召开标准启动会。

2025年7月，公开征求意见。

2025年8月，召开编制组内部讨论会议。

2025年9月，召开标准审定会。

2025年11月，报批，发布。

二、标准编制原则

标准起草小组在编制标准过程中，以国家、行业现有的标准为制订基础，结合我国目前电机铸铝转子的现状，按照GB/T1.1—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》的规定及相关要求编制。

三、标准主要内容的确定

能效评价指标

核心能效指标

核心性能指标见表1。

表1核心性能指标

指标名称

计算公式

单位

要求

直流电耗

kWh/Nm3

≤4.5(1级)

系统效率

%

78%(1级)

电压效率

%

≥85%

分级评价标准

分级评价标准见表2。

表2分级评价标准

3

等级

直流电耗(kWh/Nm3)

系统效率(%)

动态响应时间(s)

1级

≤4.5

78

≤10

2级

4.5~5.0

70~78

≤30

3级

5.0

≤70

30

辅助性能指标

氢气纯度：≥99.99%(GB/T34542检测)。

氧中氢含量：≤0.5%(体积分数，25℃,101.325kPa)。

膜寿命：≥20,000小时(加速老化试验)。

待机功耗：≤额定功率的2%。

试验方法

试验准备

试验系统检查：检查AEM水电解制氢系统各组件连接是否正确、牢固，管道是否有泄漏，电气线路是否符合安全要求。确保系统各设备处于正常工作状态，仪表经过校准且在有效期内。

试验条件设定：根据系统设计要求，设定试验的运行参数，如电解槽工作电流、电压、温度、压力，以及辅助设备的运行条件。试验应在稳定的工况下进行，运行参数波动应控制在规定范围内。

稳定性能测试

测试步骤：采用精度符合要求的电能表测量电解槽及辅助设备的电能消耗。电能表应安装在靠近设备电源输入端，确保测量的准确性。在额定工况下，系统运行不小于1小时且各测量指标5分钟内波动小于5%后，继续测量1小时，记录输入电压、电流、功率、产氢量(湿式气体流量计校正至标准状态)、电解槽温度、进出口压力，取平均值数据作为测量结果。

能效计算：直流电耗按4.1节公式计算，参照附录A修正至标准工况(25℃,101.325kPa)。氢气产量及质量测量

氢气产量测量：采用气体流量计测量氢气的体积流量。气体流量计应安装在氢气输出管道上，测量位置应远离可能影响流量测量准确性的管件(如弯头、阀门等)。流量计应经过校准，测量精度满足要求。