ГОСТ Р ИСО 14687-2024

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ВОДОРОДНОЕ ТОПЛИВО

Технические условия

Hydrogen fuel quality. Product specification

ОКС 71.100.20

Дата введения 2024-03-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным бюджетным учреждением науки ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им.А.В.Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН), Обществом с ограниченной ответственностью Первая Инновационная Межотраслевая Компания Водородных Технологий "Русский Водород" (ООО ПИМК ВТ "Русский Водород"), Федеральным государственным автономным образовательным учреждением высшего образования "Сибирский федеральный университет" (ФГАОУ ВО СФУ) на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 029 "Водородные технологии"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 февраля 2024 г. № 201-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 14687:2019* "Водородное топливо. Технические условия" (ISO 14687:2019 "Hydrogen fuel quality - Product specification", IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВЗАМЕН ГОСТ Р ИСО 14687-1-2012, ГОСТ Р 55466-2013

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. № 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.rst.gov.ru)

Введение

Настоящий документ представляет собой совокупность трех ранее принятых стандартов, содержащих сведения о качестве водородного топлива.

В последние годы топливные элементы с протонообменной мембраной (ПОМ) претерпели существенные изменения: снизилось содержание платины (Pt), мембраны стали тоньше, плотность тока увеличилась, появилась возможность эксплуатации в условиях низкой влажности. В связи с этим возникла необходимость пересмотреть допуски по примесям водорода для топливных элементов с ПОМ, которые ранее были указаны в ИСО 14687-2 и ИСО 14687-3.

Настоящий стандарт подготовлен на основании последних исследований и разработок в области топливных элементов с ПОМ с учетом следующих факторов [1], [3]-[15]:

- устойчивость катализаторов топливных элементов с ПОМ и других элементов к примесям в водородном топливе;

- влияние примесей в водородном топливе на работу энергоустановки и компонентов топливных элементов;

- наличие методов качественного и количественного анализа примесей при проведении лабораторных, производственных и полевых измерений;

- опыт эксплуатации транспортных средств на топливных элементах и стационарных энергоустановок на топливных элементах.

Водородное топливо сорта D и сорта E применяется в топливных элементах с ПОМ для дорожных транспортных средств и в стационарных энергоустановках.

Этот стандарт отражает состояние дел на дату его публикации, но, поскольку требования к качеству водородного топлива быстро изменяются, настоящий стандарт может потребовать дальнейшего пересмотра в будущем в соответствии с научно-технологическим прогрессом.

     1 Область применения

Настоящий стандарт определяет минимальные качественные характеристики водородного топлива, предназначенного для использования в транспортных средствах и стационарных установках.

Стандарт применим к системам, работающим на водородном топливе, которые указаны в таблице 1.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения)]:

ISO 19880-8, Gaseous Hydrogen - Fuelling stations - Part 8: Fuel Quality Control (Водород газообразный. Заправочные станции. Часть 8. Контроль качества топлива)

ISO 21087, Gas analysis - Analytical methods for hydrogen fuel - Proton exchange membrane (РЕМ) fuel cell applications for road vehicles (Газовый анализ. Аналитические методы для водородного топлива. Применение топливных элементов с протонообменной мембраной (РЕМ) для дорожных транспортных средств)

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

ISO и IEC используют терминологические базы данных, применяющиеся в стандартизации и размещенные по следующим адресам:

- платформа ИСО для онлайн-просмотра: доступна по адресу https://www.iso.org/obp;

- электронная энциклопедия МЭК: доступна на http://www.electropedia.org/.

3.1 пограничная точка (boundary point): Точка между оборудованием для подачи водородного топлива (3.13) и энергоустановкой на основе топливных элементов с ПОМ (3.9), для работы которой должны быть определены качественные характеристики водородного топлива.

3.2 компонент (constituent): Вещество (химическое соединение), которое может быть обнаружено в водородном топливе.

3.3 примесь (contaminant): Вещество, которое оказывает неблагоприятное воздействие на компоненты системы топливных элементов (3.8), энергоустановки на основе топливных элементов (3.9) или системы хранения водорода.

Примечание - Неблагоприятное воздействие может быть обратимым или необратимым.

3.4 потребитель (customer): Лицо, ответственное за использование водородного топлива для энергоустановок на основе топливных элементов (3.9).

3.5 предел обнаружения (detection limit): Наименьшее количество вещества, которое может быть обнаружено с указанной степенью достоверности.

3.6 предел определения (determination limit): Самое низкое значение, которое может быть измерено при заданном приемлемом уровне неопределенности.

3.7 топливный элемент (fuel cell): Электрохимическое устройство, преобразующее химическую энергию в электрическую энергию (постоянный ток), тепло и другие продукты химической реакции.

3.8 система топливных элементов (fuel cell system): Энергосистема, используемая для выработки электроэнергии в транспортном средстве на топливных элементах.

Примечание - Система топливных элементов обычно содержит следующие компоненты: батарею топливных элементов, систему очистки воздуха, систему очистки водородного топлива, системы регулирования температуры и подачи воды.

3.9 энергоустановка на основе топливных элементов (fuel cell power system): Автономная батарея топливных элементов, используемая для выработки электроэнергии, установленная в определенном месте.

Примечания

1 Энергоустановка обычно содержит следующие компоненты: батарею топливных элементов, систему очистки и подачи воздуха, систему очистки водородного топлива, систему регулирования температуры и регулирования подачи воды и систему автоматизированного управления. Применяется в распределенной генерации электроэнергии, резервной генерации электроэнергии, удаленной генерации электроэнергии, генерации электроэнергии и тепла для бытового и коммерческого применения.

2 Для потребительских целей энергоустановка на топливных элементах не содержит системы обработки топлива из-за расположения пограничной точки (3.1).

3.10 газообразный водород (gaseous hydrogen): Водород в газообразном состоянии.

Примечание - Минимальная объемная концентрация водорода в водородном топливе указана в таблицах настоящего стандарта.

3.11 водородное топливо (hydrogen-based fuel): Газ, содержащий водород, используемый для топливных элементов с ПОМ в стационарных энергоустановках.

Примечание - Концентрация водорода указана в соответствующих таблицах настоящего стандарта.

3.12 индекс водородного топлива (hydrogen fuel index): Содержание водорода в водородном топливе, выраженное в мольных долях или процентах.

3.13 оборудование для подачи водородного топлива (hydrogen fuel supply equipment): Оборудование, используемое для транспортирования водородного топлива к месту потребления или производства водородного топлива на месте потребления, а затем для доставки в энергоустановку на основе топливных элементов (3.9), включая оборудование для промежуточного хранения, испарения и регулирования давления.

3.14 необратимый эффект (irreversible effect): Воздействие, выражающееся в ухудшении рабочих характеристик системы на основе топливных элементов (3.8) или энергоустановки на основе топливных элементов (3.9), которые не могут быть восстановлены за счет изменений условий эксплуатации и/или состава газа.

3.15 жидкий водород (liquid hydrogen): Водород сжиженный, находящийся в жидком состоянии.

3.16 дисперсные частицы (particulate): Твердые или жидкие частицы, в том числе, масляный туман, которые могут уноситься в систему топливных элементов (3.8) или систему питания топливных элементов (3.9) в процессе производства, доставки, хранения или передачи водородного топлива.

3.17 обратимый эффект (reversible effect): Воздействие, которое приводит к временному снижению производительности системы топливных элементов (3.8) или энергоустановки на основе топливных элементов (3.9), которое устраняется с помощью изменений условий эксплуатации и/или состава газа.

3.18 шугообразный водород (slush hydrogen): Водород, представляющий собой смесь твердого и жидкого водорода при эвтектической температуре (температуре тройной точки).

3.19 системный интегратор (system integrator): Сторона, обеспечивающая системную интеграцию между энергоустановкой на основе топливных элементов с ПОМ (3.9) и поставщиком водорода.

     4 Классификация и применение водородного топлива

     4.1 Классификация

Водородное топливо классифицируют по следующим типам и сортам:

a) Тип I (сорта A, B, C, D и E): газообразный водород и топливо на основе водорода.

b) Тип II (сорта C и D): жидкий водород.

c) Тип III: шугообразный водород.

     4.2 Применение

В таблице 1 приведены области применения каждого типа и сорта водородного топлива.

Таблица 1 - Классификация водородного топлива и его применение