液流电池国际标准化现状分析研究

2018-06-07机械工业北京电工技术经济研究所田超贺陈晨

电器工业 2018年4期

／机械工业北京电工技术经济研究所田超贺陈晨／

0 引言

标准化是规范社会生产活动、规范市场行为、推动建立最佳秩序、促进相关产品在技术上协调配合的重要手段。液流电池的国际标准化工作在推动液流电池技术进步、提高产品质量和效益、促进国际贸易等方面具有重要意义。一方面，液流电池的国际标准化有助于各国对技术发展达成共识，推动技术及产业规范有序发展；另一方面，液流电池的国际标准的出台有助于促进国际交流，以共通标准为基础达成合作共赢，推动产业快速发展。目前，日本、欧洲、美国等发达国家高度重视液流电池国际标准化工作，并以本国液流电池技术及产业发展为依托，积极投入力量参与开展液流电池的国际标准制修订工作，维护各自利益。我国液流电池技术经过多年研发和积累，取得了一系列成果，技术发展在国际竞争中具有优势，为保证我国技术产业发展的优势，需要积极推动开展液流电池国际标准化工作。

1 液流电池国际标准化动态

1.1 液流电池国际标准化机构

国际上开展液流电池标准化工作的机构为国际电工委员会蓄电池及电池组技术委员会（IEC/TC 21）。2014年，该技术委员会联合国际燃料电池技术委员会（IEC/TC 105）成立液流电池联合工作组（IEC/TC21/JWG7），着手开展液流电池国际标准化工作。IEC/TC21/JWG7召集人由IEC/TC105主席、日本东芝公司Fumio Ueno先生担任，成员国包括中国、日本、德国、英国、美国、以色列、荷兰、韩国、西班牙、瑞士、奥地利、肯尼亚、意大利等13个国家。IEC/TC21/JWG7成立以来，已经组织召开了多次液流电池标准化工作组会议，为避免与国际电力储能标准化技术委员会（IEC/TC 120）以及IEC/TC21内部其他工作组之间产生工作冲突，确定工作范围及工作内容为固定式领域用液流电池系统，研究确定了液流电池国际标准化路线，并着手开展了3项液流电池国际标准制定等工作。各参与国家积极提出意见建议，有效推动了液流电池标准化机构的建立和标准工作的开展。

1.2 液流电池国际标准制定

目前，IEC/TC21/JWG7正在开展3项液流电池国际标准的制定工作，分别为IEC 62932-1 《Flow battery systems for stationary application Part 1 General aspects， terminology and definitions》、IEC 62932-2-1 《Flow battery systems for stationary applications Part 2-1 Performance general requirements and test methods 》、IEC 62932-2-2 《Flow battery systems for stationary applications Part 2-2 Safety requirements》。三项标准均为液流电池领域基础、重要标准，其中IEC 62932-1由西班牙专家担任召集人，IEC 62932-2-2由日本专家担任召集人，IEC 62932-2-1由我国中国科学院大连化学物理研究所张华民研究员担任召集人。三项国际标准项目从立项开始便受到各参与国高度重视，积极提出意见建议，部分内容存在较大争议，经过多次会议讨论和协调，就主要内容已基本达成一致，现已批准进入询问阶段（用于投票的委员会草案阶段， CDV稿阶段），预计将于2019年发布实施。

（1）系统组成及标准范围的确定

国际上技术方法不一、各个国家考虑的问题、利益不同，国际标准在制定过程中会遇到各种不一致的观点。液流电池因在结构上与其他类型二次电池存在较大差异，我国、日本、欧洲等国家的技术不同，液流电池国际标准在制定过程中，内容存在较多分歧，主要在标准边界范围和系统组成上存在较大争议。

在系统组成方面，各个国家对液流电池、液流电池系统以及包含能量转换器在内的系统组成上存在较大分歧。一些国家从其他类型二次电池结构组成和工作原理出发，认为液流电池及系统相关组成应与其他类型二次电池保持一致；我国从液流电池技术自身特点和结构出发，并根据我国液流电池国家标准中的相关规定，认为液流电池技术不同于其他类型二次电池技术。经过与国际专家的充分交流和反复沟通，最终确定液流电池系统是包括电堆、电解液循环系统、电池管理系统（BMS）和电池支持系统（BSS），液流电池系统简称液流电池；液流电池能量系统包括液流电池系统和能量转换系统。液流电池能量系统及液流电池系统组成如图1所示。

此外，在标准范围上也存在较大争议。其他类型的二次电池结构大多不涉及能量转换系统，制定的二次电池标准也多数不涉及能量转换系统。而液流电池的系统结构与其他类型二次电池不同，经过多次会议讨论，为保证与其他标委会在工作内容上相互协调，最终确定液流电池国际标准范围为液流电池能量系统，如下图所示。

图液流电池能量系统及液流电池系统组成

（2）三项国际标准主要技术内容

IEC 62932-1 《Flow battery systems for stationary application Part 1 General aspects，terminology and definitions》国际标准由西班牙专家担任召集人，标准内容中主要对液流电池系统的关键部件、技术指标的术语和定义进行了明确的规定，并对液流电池系统和液流电池能量系统的组成进行了分析说明。标准规定液流电池系统是由两个或两个以上液流电池单电池以及电池管理系统、电池支持系统和电解液循环系统组成的电化学储能系统，液流电池能量系统是液流电池系统和能量转换系统组成的系统。液流电池关键术语和定义的制定，是液流电池领域其他国际标准制定的基础。

IEC 62932-2-2 《Flow battery systems for stationary applications Part 2-2 Safety requirements》国际标准主要对液流电池系统可预见的电气安全问题、机械安全问题、气体液体安全问题、运行安全问题等提出了具体要求和防护措施，并对防护措施的测试方法进行了规范，在标志标识、安装、运行、维护、贮存以及环境等方面提出安全性要求。

IEC 62932-2-1 《Flow battery systems for stationary applications Part 2-1 Performance general requirements and test methods 》国际标准由我国专家牵头制定，标准中对液流电池系统和液流电池能量系统的关键性能指标和测试方法进行了规定，对性能测试的试验设备、测试环境、试验对象以及测试结果的可靠性等内容进行了规范，提出了系统能量、最大输入/输出功率、能量效率、最大放电能量等关键指标的测试方法。

2 我国参与液流电池国际标准化情况及工作建议

2.1 参加国际标准化情况

我国液流电池技术经过多年发展，技术及产品逐渐得到国际认可，为进一步促进我国产品的国际化发展，保证我国技术优势，我国早在2012年便开展了液流电池国际标准化工作。鉴于液流电池系统结构与燃料电池类似，我国专家在2012年IEC/TC 105年会上提出成立液流电池分技术委员会的建议，得到国际专家支持。但由于液流电池的工作原理与二次电池原理一致，并且IEC/TC 21在标准中已将液流电池定义为二次电池，经过与IEC/TC 21的充分沟通，最终确定成立JWG 7联合工作组，工作组由IEC/TC21管理，工作组召集人由IEC/TC 105专家担任。2013年，我国率先提出制定液流电池性能国际标准提案，并在成立IEC/TC 21/JWG 7后正式立项为IEC 62932-2-1 《Flow battery systems for stationary applications Part 2-1 Performance general requirements and test methods 》。在我国提出国际标准提案后，日本和西班牙分别提出液流电池术语和液流电池安全相关标准，并与我国标准同时立项，后经会议讨论名称分别修改为IEC 62932-1 《Flow battery systems for stationary application Part 1 General aspects， terminology and definitions》和IEC 62932-2-2 《Flow battery systems for stationary applications Part 2-2 Safety requirements》。

2.2 我国参与液流电池国际标准化存在的问题

我国凭借液流电池技术优势在前期推动开展液流电池国际标准化工作中取得一定成果，但在工作过程中也意识到存在的问题和不足。一方面，我国在国际标准化工作中影响力相对不足，液流电池国际标准化工作虽然由我国率先开展推动，经过多方协调后工作组召集人和秘书均由日本专家担任，我国专家经过努力获得牵头一项液流电池国际标准制定工作。这主要由于我国前期在国际标准化工作中参与力度相对较弱，我国液流电池技术和市场发展处于初期阶段，国内企业和科研院所更关注技术研发和示范应用，对标准化工作重视程度有待提升。另一方面，对于我国专家参与国际标准化工作的体制机制有待改善，需要对国际标准化工作给予相应政策支持，保证我国专家顺利参与到国际标准化工作中。

2.3 下一步工作建议

我国液流电池技术及产业发展在国际上处于先进水平，并有效推动了国际标准化机构的建立和标准制定工作，提升了我国在液流电池领域的国际地位，增强了我国在国际标准化工作中的话语权。为进一步提升我国在液流电池领域的国际影响力，应继续加强跟踪参与国际标准化工作力度，建议开展以下工作。

（1）统筹规划，加强液流电池标准相关政策引导

储能技术已经成为我国“十三五”期间重点发展技术，在储能技术相关规划文件中，液流电池技术作为大规模储能领域重点应用技术，其应用推广被提上日程。在标准层面，应将制定和推广我国液流电池技术标准的国际化作为重点，主导建立液流电池国际标准，着力推进液流电池的国际化进程，以此带动我国液流电池技术提升。此外，基于我国液流电池企业实际情况，液流电池国际标准项目的启动，目前还需要国家相关部门统一部署，产学研用相结合，对标准制定企业或行业协会给予政策导向和支持。

（2）大力开展国内液流电池标准化工作

我国参加液流电池国际标准化工作，离不开国内技术标准的依托。目前，我国已经在液流电池领域初步建成标准体系，并开展了一系列标准制修订工作，取得了一定成果。但标准仍远未满足市场发展需求，需要进一步推进国内液流电池技术的标准化工作，提升我国在液流电池领域标准化经验和水平，并以国内标准化工作为支撑，有效开展国际标准化工作。

（3）加强国际交流沟通，妥善处理国际标准、技术间的差异

由于世界范围内各个国家的液流电池技术、标准规范不一致，一些国家目前还没有相关标准出台，因此制定液流电池国际标准显得尤为必要。在标准制定过程中，需要深入开展国际交流与沟通工作，妥善处理差异和分歧，争取我国意见建议得到国际认可，提升我国在标准制定过程中的影响力和话语权。

（4）提出新国际标准提案，坚持推进我国自主标准的国际化

在国际市场竞争中，掌握标准的制定权在一定程度上就掌握了技术和经济竞争的主动权。目前正在制定的三项液流电池国际标准还不能有效满足液流电池产业发展需要，进一步提出我国国际标准提案，由我国牵头开展更多液流电池国际标准的制定工作，推进我国自主标准的国际化，进而通过国际标准维护我国在国际贸易中的利益。