液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀分析研究

／機(jī)械工業(yè)北京電工技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究所 田超賀 陳晨／

0 引言

標(biāo)準(zhǔn)化是規(guī)范社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)、規(guī)范市場(chǎng)行為、推動(dòng)建立最佳秩序、促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)品在技術(shù)上協(xié)調(diào)配合的重要手段。液流電池的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作在推動(dòng)液流電池技術(shù)進(jìn)步、提高產(chǎn)品質(zhì)量和效益、促進(jìn)國(guó)際貿(mào)易等方面具有重要意義。一方面，液流電池的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化有助于各國(guó)對(duì)技術(shù)發(fā)展達(dá)成共識(shí)，推動(dòng)技術(shù)及產(chǎn)業(yè)規(guī)范有序發(fā)展；另一方面，液流電池的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的出臺(tái)有助于促進(jìn)國(guó)際交流，以共通標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)達(dá)成合作共贏，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。目前，日本、歐洲、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家高度重視液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作，并以本國(guó)液流電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展為依托，積極投入力量參與開展液流電池的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作，維護(hù)各自利益。我國(guó)液流電池技術(shù)經(jīng)過(guò)多年研發(fā)和積累，取得了一系列成果，技術(shù)發(fā)展在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中具有優(yōu)勢(shì)，為保證我國(guó)技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)，需要積極推動(dòng)開展液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作。

1 液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)態(tài)

1.1 液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)

國(guó)際上開展液流電池標(biāo)準(zhǔn)化工作的機(jī)構(gòu)為國(guó)際電工委員會(huì)蓄電池及電池組技術(shù)委員會(huì)（IEC/TC 21）。2014年，該技術(shù)委員會(huì)聯(lián)合國(guó)際燃料電池技術(shù)委員會(huì)（IEC/TC 105）成立液流電池聯(lián)合工作組（IEC/TC21/JWG7），著手開展液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作。IEC/TC21/JWG7召集人由IEC/TC105主席、日本東芝公司Fumio Ueno先生擔(dān)任，成員國(guó)包括中國(guó)、日本、德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)、以色列、荷蘭、韓國(guó)、西班牙、瑞士、奧地利、肯尼亞、意大利等13個(gè)國(guó)家。IEC/TC21/JWG7成立以來(lái)，已經(jīng)組織召開了多次液流電池標(biāo)準(zhǔn)化工作組會(huì)議，為避免與國(guó)際電力儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)（IEC/TC 120）以及IEC/TC21內(nèi)部其他工作組之間產(chǎn)生工作沖突，確定工作范圍及工作內(nèi)容為固定式領(lǐng)域用液流電池系統(tǒng)，研究確定了液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化路線，并著手開展了3項(xiàng)液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定等工作。各參與國(guó)家積極提出意見建議，有效推動(dòng)了液流電池標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)的建立和標(biāo)準(zhǔn)工作的開展。

1.2 液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定

目前，IEC/TC21/JWG7正在開展3項(xiàng)液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，分別為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》。三項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)均為液流電池領(lǐng)域基礎(chǔ)、重要標(biāo)準(zhǔn)，其中IEC 62932-1由西班牙專家擔(dān)任召集人，IEC 62932-2-2由日本專家擔(dān)任召集人，IEC 62932-2-1由我國(guó)中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所張華民研究員擔(dān)任召集人。三項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目從立項(xiàng)開始便受到各參與國(guó)高度重視，積極提出意見建議，部分內(nèi)容存在較大爭(zhēng)議，經(jīng)過(guò)多次會(huì)議討論和協(xié)調(diào)，就主要內(nèi)容已基本達(dá)成一致，現(xiàn)已批準(zhǔn)進(jìn)入詢問(wèn)階段（用于投票的委員會(huì)草案階段， CDV稿階段），預(yù)計(jì)將于2019年發(fā)布實(shí)施。

（1）系統(tǒng)組成及標(biāo)準(zhǔn)范圍的確定

國(guó)際上技術(shù)方法不一、各個(gè)國(guó)家考慮的問(wèn)題、利益不同，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)在制定過(guò)程中會(huì)遇到各種不一致的觀點(diǎn)。液流電池因在結(jié)構(gòu)上與其他類型二次電池存在較大差異，我國(guó)、日本、歐洲等國(guó)家的技術(shù)不同，液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)在制定過(guò)程中，內(nèi)容存在較多分歧，主要在標(biāo)準(zhǔn)邊界范圍和系統(tǒng)組成上存在較大爭(zhēng)議。

在系統(tǒng)組成方面，各個(gè)國(guó)家對(duì)液流電池、液流電池系統(tǒng)以及包含能量轉(zhuǎn)換器在內(nèi)的系統(tǒng)組成上存在較大分歧。一些國(guó)家從其他類型二次電池結(jié)構(gòu)組成和工作原理出發(fā)，認(rèn)為液流電池及系統(tǒng)相關(guān)組成應(yīng)與其他類型二次電池保持一致；我國(guó)從液流電池技術(shù)自身特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)出發(fā)，并根據(jù)我國(guó)液流電池國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的相關(guān)規(guī)定，認(rèn)為液流電池技術(shù)不同于其他類型二次電池技術(shù)。經(jīng)過(guò)與國(guó)際專家的充分交流和反復(fù)溝通，最終確定液流電池系統(tǒng)是包括電堆、電解液循環(huán)系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)（BMS）和電池支持系統(tǒng)（BSS），液流電池系統(tǒng)簡(jiǎn)稱液流電池；液流電池能量系統(tǒng)包括液流電池系統(tǒng)和能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。液流電池能量系統(tǒng)及液流電池系統(tǒng)組成如圖1所示。

此外，在標(biāo)準(zhǔn)范圍上也存在較大爭(zhēng)議。其他類型的二次電池結(jié)構(gòu)大多不涉及能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，制定的二次電池標(biāo)準(zhǔn)也多數(shù)不涉及能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。而液流電池的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與其他類型二次電池不同，經(jīng)過(guò)多次會(huì)議討論，為保證與其他標(biāo)委會(huì)在工作內(nèi)容上相互協(xié)調(diào)，最終確定液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)范圍為液流電池能量系統(tǒng)，如下圖所示。

圖 液流電池能量系統(tǒng)及液流電池系統(tǒng)組成

（2）三項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)內(nèi)容

IEC 62932-1 《Flow battery systems for stationary application Part 1 General aspects，terminology and definitions》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)由西班牙專家擔(dān)任召集人，標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容中主要對(duì)液流電池系統(tǒng)的關(guān)鍵部件、技術(shù)指標(biāo)的術(shù)語(yǔ)和定義進(jìn)行了明確的規(guī)定，并對(duì)液流電池系統(tǒng)和液流電池能量系統(tǒng)的組成進(jìn)行了分析說(shuō)明。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定液流電池系統(tǒng)是由兩個(gè)或兩個(gè)以上液流電池單電池以及電池管理系統(tǒng)、電池支持系統(tǒng)和電解液循環(huán)系統(tǒng)組成的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)，液流電池能量系統(tǒng)是液流電池系統(tǒng)和能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)組成的系統(tǒng)。液流電池關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)和定義的制定，是液流電池領(lǐng)域其他國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定的基礎(chǔ)。

IEC 62932-2-2 《Flow battery systems for stationary applications Part 2-2 Safety requirements》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)主要對(duì)液流電池系統(tǒng)可預(yù)見的電氣安全問(wèn)題、機(jī)械安全問(wèn)題、氣體液體安全問(wèn)題、運(yùn)行安全問(wèn)題等提出了具體要求和防護(hù)措施，并對(duì)防護(hù)措施的測(cè)試方法進(jìn)行了規(guī)范，在標(biāo)志標(biāo)識(shí)、安裝、運(yùn)行、維護(hù)、貯存以及環(huán)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 》國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)由我國(guó)專家牽頭制定，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)液流電池系統(tǒng)和液流電池能量系統(tǒng)的關(guān)鍵性能指標(biāo)和測(cè)試方法進(jìn)行了規(guī)定，對(duì)性能測(cè)試的試驗(yàn)設(shè)備、測(cè)試環(huán)境、試驗(yàn)對(duì)象以及測(cè)試結(jié)果的可靠性等內(nèi)容進(jìn)行了規(guī)范，提出了系統(tǒng)能量、最大輸入/輸出功率、能量效率、最大放電能量等關(guān)鍵指標(biāo)的測(cè)試方法。

2 我國(guó)參與液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化情況及工作建議

2.1 參加國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化情況

我國(guó)液流電池技術(shù)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，技術(shù)及產(chǎn)品逐漸得到國(guó)際認(rèn)可，為進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)產(chǎn)品的國(guó)際化發(fā)展，保證我國(guó)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，我國(guó)早在2012年便開展了液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作。鑒于液流電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與燃料電池類似，我國(guó)專家在2012年IEC/TC 105年會(huì)上提出成立液流電池分技術(shù)委員會(huì)的建議，得到國(guó)際專家支持。但由于液流電池的工作原理與二次電池原理一致，并且IEC/TC 21在標(biāo)準(zhǔn)中已將液流電池定義為二次電池，經(jīng)過(guò)與IEC/TC 21的充分溝通，最終確定成立JWG 7聯(lián)合工作組，工作組由IEC/TC21管理，工作組召集人由IEC/TC 105專家擔(dān)任。2013年，我國(guó)率先提出制定液流電池性能國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提案，并在成立IEC/TC 21/JWG 7后正式立項(xiàng)為IEC 62932-2-1 《Flow battery systems for stationary applications Part 2-1 Performance general requirements and test methods 》。在我國(guó)提出國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提案后，日本和西班牙分別提出液流電池術(shù)語(yǔ)和液流電池安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并與我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)同時(shí)立項(xiàng)，后經(jīng)會(huì)議討論名稱分別修改為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 我國(guó)參與液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化存在的問(wèn)題

我國(guó)憑借液流電池技術(shù)優(yōu)勢(shì)在前期推動(dòng)開展液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作中取得一定成果，但在工作過(guò)程中也意識(shí)到存在的問(wèn)題和不足。一方面，我國(guó)在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作中影響力相對(duì)不足，液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作雖然由我國(guó)率先開展推動(dòng)，經(jīng)過(guò)多方協(xié)調(diào)后工作組召集人和秘書均由日本專家擔(dān)任，我國(guó)專家經(jīng)過(guò)努力獲得牽頭一項(xiàng)液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定工作。這主要由于我國(guó)前期在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作中參與力度相對(duì)較弱，我國(guó)液流電池技術(shù)和市場(chǎng)發(fā)展處于初期階段，國(guó)內(nèi)企業(yè)和科研院所更關(guān)注技術(shù)研發(fā)和示范應(yīng)用，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化工作重視程度有待提升。另一方面，對(duì)于我國(guó)專家參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作的體制機(jī)制有待改善，需要對(duì)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作給予相應(yīng)政策支持，保證我國(guó)專家順利參與到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作中。

2.3 下一步工作建議

我國(guó)液流電池技術(shù)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展在國(guó)際上處于先進(jìn)水平，并有效推動(dòng)了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)的建立和標(biāo)準(zhǔn)制定工作，提升了我國(guó)在液流電池領(lǐng)域的國(guó)際地位，增強(qiáng)了我國(guó)在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作中的話語(yǔ)權(quán)。為進(jìn)一步提升我國(guó)在液流電池領(lǐng)域的國(guó)際影響力，應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)跟蹤參與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作力度，建議開展以下工作。

（1）統(tǒng)籌規(guī)劃，加強(qiáng)液流電池標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)政策引導(dǎo)

儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)成為我國(guó)“十三五”期間重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)，在儲(chǔ)能技術(shù)相關(guān)規(guī)劃文件中，液流電池技術(shù)作為大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域重點(diǎn)應(yīng)用技術(shù)，其應(yīng)用推廣被提上日程。在標(biāo)準(zhǔn)層面，應(yīng)將制定和推廣我國(guó)液流電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際化作為重點(diǎn)，主導(dǎo)建立液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，著力推進(jìn)液流電池的國(guó)際化進(jìn)程，以此帶動(dòng)我國(guó)液流電池技術(shù)提升。此外，基于我國(guó)液流電池企業(yè)實(shí)際情況，液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目的啟動(dòng)，目前還需要國(guó)家相關(guān)部門統(tǒng)一部署，產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)制定企業(yè)或行業(yè)協(xié)會(huì)給予政策導(dǎo)向和支持。

（2）大力開展國(guó)內(nèi)液流電池標(biāo)準(zhǔn)化工作

我國(guó)參加液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作，離不開國(guó)內(nèi)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的依托。目前，我國(guó)已經(jīng)在液流電池領(lǐng)域初步建成標(biāo)準(zhǔn)體系，并開展了一系列標(biāo)準(zhǔn)制修訂工作，取得了一定成果。但標(biāo)準(zhǔn)仍遠(yuǎn)未滿足市場(chǎng)發(fā)展需求，需要進(jìn)一步推進(jìn)國(guó)內(nèi)液流電池技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作，提升我國(guó)在液流電池領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)驗(yàn)和水平，并以國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)化工作為支撐，有效開展國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作。

（3）加強(qiáng)國(guó)際交流溝通，妥善處理國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)間的差異

由于世界范圍內(nèi)各個(gè)國(guó)家的液流電池技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范不一致，一些國(guó)家目前還沒(méi)有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)出臺(tái)，因此制定液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)顯得尤為必要。在標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中，需要深入開展國(guó)際交流與溝通工作，妥善處理差異和分歧，爭(zhēng)取我國(guó)意見建議得到國(guó)際認(rèn)可，提升我國(guó)在標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程中的影響力和話語(yǔ)權(quán)。

（4）提出新國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提案，堅(jiān)持推進(jìn)我國(guó)自主標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際化

在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，掌握標(biāo)準(zhǔn)的制定權(quán)在一定程度上就掌握了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)。目前正在制定的三項(xiàng)液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)還不能有效滿足液流電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，進(jìn)一步提出我國(guó)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)提案，由我國(guó)牽頭開展更多液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，推進(jìn)我國(guó)自主標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)際化，進(jìn)而通過(guò)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)維護(hù)我國(guó)在國(guó)際貿(mào)易中的利益。

3 結(jié)束語(yǔ)

國(guó)際上正在積極開展液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作，我國(guó)在液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作中取得重要成果，提升了我國(guó)在液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的地位和話語(yǔ)權(quán)，維護(hù)了我國(guó)利益。下一步建議加強(qiáng)我國(guó)在液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作中的投入力度，進(jìn)一步提升我國(guó)國(guó)際影響力。

[1]陳晨.中國(guó)成功推動(dòng)液流電池領(lǐng)域國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化新技術(shù)機(jī)構(gòu)的建立[J].電器工業(yè),2014(5):69.

[2]田超賀.液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化會(huì)議在馬德里召開[J].電器工業(yè),2017（2）:62-63.

[3]田超賀.我國(guó)成功推動(dòng)液流電池國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)一步發(fā)展[J].電器工業(yè),2016（3）:62.