П.Б. Шелищ, А.Ю. Раменский

 
 Одним из важнейших направлений защиты окружающей воздушной среды, особенно в больших городах, и борьбы с изменением климата  является развитие водородной энергетики. По мнению многих ученых, государственных и общественных деятелей переход экономики на водородную энергетическую основу  (вместо углеводородной) сможет обеспечить устойчивое развитие человеческой цивилизации в обозримом будущем.
Как и в любой другой инновационной области, в водородной энергетике скорость промышленного и коммерческого освоения новых разработок существенно зависит от уровня и качества стандартизации. Следует признать, что с этой точки зрения Россия в настоящее время не благоприятна для практического использования водородных технологий. Так, в Общероссийском классификаторе стандартов в разделе 27. Энергетика и теплотехника предусмотрены классы 27.070 Топливные элементы и 27.080 Водородные технологии, однако в них сейчас нет ни одного стандарта. Между тем, ИСО и МЭК за последние 10 лет приняли свыше двух десятков международных стандартов в области водородных технологий, включая топливные элементы. Поэтому неотложным условием правильного развития водородной энергетики в России мы считаем скорейшую имплементацию этих стандартов путем принятия национальных стандартов ГОСТ Р на их основе. А для обеспечения достойной роли России в глобальном процессе развития водородной энергетики очень важно скорейшее включение российских специалистов в разработку международных стандартов в этой области. Именно так ставит перед собой задачи Технический комитет №29 «Водородные технологии», созданный приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 марта 2008 года № 542.
Сейчас в России имеется более 1,5 тыс. национальных стандартов в области энергетического и электротехнического оборудования. Часть стандартов устанавливают технические требования к газам, используемым в химической, фармацевтической, электронной, металлургической промышленности, связи и энергетике. Два из них касаются непосредственно водорода: ГОСТ 3022-80 «Водород технический. Технические условия.» и ГОСТ Р 51673-2000 «Водород газообразный чистый. Технические условия.» Вполне актуальны для большинства водородных технологий ГОСТ 949-73 «Баллоны стальные малого и среднего объема для газов на Рр<=19,6 МПа (200 кгс/см кв.). Технические условия.» и ГОСТ 12247-80 «Баллоны стальные бесшовные большого объема для газов на Рр 31,4 и 39,2 МПа (320 и 400 кгс/см кв.). Технические условия.» И, разумеется, для всех технологий производства, хранения, транспортировки и  использования водорода актуальны  ГОСТ 12.1.004-91 «Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования.» и стандарты, регулирующие транспортировку опасных грузов.
 Уникальный отечественный опыт нормирования безопасности при работе с водородом   формировался (в виде отраслевых норм и правил) в основном в ракетной и химической отраслях на крупномасштабных объектах в условиях слабых ресурсных ограничений и мало применим для бытовых автономных энергоустановок на топливных элементах или автомобилей, использующих водород в качестве топлива, и для необходимой им инфраструктуры производства, хранения и транспортировки водорода, обслуживания и ремонта водородных устройств и систем. Точнее, перенос этого опыта на условия массового использования водородных технологий просто лишил бы водородную экономику какой-либо перспективы. Но и отсутствие нормативной базы, основу которой в соответствии с федеральным законом «О техническом регулировании» должен составить специальный технический регламент, отнюдь не способствует формированию российской водородной экономики.
Это обстоятельство побудило Национальную ассоциацию водородной энергетики (НАВЭ) совместно с Национальной инновационной компанией «Новые энергетические проекты» (дочерняя компания ГМК «Норильский никель»), Инженерно-техническим центром "Водородные технологии" и профильными комитетами Государственной Думы организовать подготовку проекта федерального закона – технического регламента по безопасности водородных устройств и систем. При этом разработчики опирались как на отечественный, так и на немалый зарубежный опыт последних лет, подтверждающий необходимость дифференциации требований к оборудованию в зависимости от количества используемого, транспортируемого, хранимого или производимого им водорода. В проекте отдельная глава посвящена безопасности топливных элементов.
После публичного обсуждения проекта в ноябре 2007 года он был внесен в Государственную Думу председателями двух думских комитетов, в сфере ведения которых находились промышленность и энергетика, М.Л. Шаккумом и В.А.Язевым и одним из авторов этой статьи. Предположительно проект может быть принят Госдумой в осеннюю сессию сего года, а к настоящему времени НАВЭ подготовлен к публичному обсуждению проект технического регламента по безопасности энергетических установок на основе топливных элементов.
Параллельно с этой работой НАВЭ совместно с ТК 29 «Водородные технологии» сформировали план создания национальных стандартов в этой области. Ряд первоочередных проектов был включен в Национальную программу стандартизации на 2009 год. Кратко охарактеризуем эти стандарты.
ГОСТ Р ИСО 16110-1 «Водородные генераторы на основе технологий переработки топлива. Часть 1. Безопасность». Проект разрабатывается на основе международного стандарта ISO 16110 «Hydrogen generators using fuel processing technologies. Part 1: Safety» и предназначается для его прямого применения в национальной системе стандартизации. В нем содержатся требования безопасности при работе с автономными водородными генераторами мощностью менее 400 м3/ч при 0 °C и 101,325 кПа,  преобразующими подаваемое топливо в водородсодержащий газ, состав и условия которого пригодны для устройств и систем, использующих водород (например, энергетическая установка с топливными элементами, или система компрессии, хранения и транспортировки водорода).
ГОСТ Р ИСО 16111 «Передвижные устройства и системы для хранения водорода на основе гидридов металлов». Проект разрабатывается на основе международного стандарта  ISO 16111:2006(E) «Transportable gas storage devices – Hydrogen absorbed in reversible metal hydride» и предназначен для его прямого применения в национальной системе стандартизации. Он определяет требования  безопасности при  проектировании и использовании  устройств и систем для хранения газообразного водорода и распространяется  на гидридные устройства и  системы, предназначенные для транспортировки водорода. Стандарт не распространяется на  бортовые системы транспортных средств,  работающих на водороде.
ГОСТ Р ИСО 17268 «Соединительные устройства для многократной заправки сжатым водородом наземных транспортных средств» Проект разработан на основе Международного стандарта ISO 17268:2006(E)  «Compressed hydrogen surface vehicle refuelling connection devices» и предназначен для его прямого применения в национальной системе стандартизации. Он распространяется на проектирование, изготовление и эксплуатацию соединительных устройств для заправки наземных транспортных средств сжатым водородом.
ГОСТ Р ИСО 23273-1 «Дорожные транспортные средства на топливных элементах. Требования техники безопасности. Часть 1. Функциональная безопасность транспортного средства». Проект разрабатывается на основе международного стандарта  ISO 23273-1:2006(E) «Fuel cell road vehicles ─ Safety specifications ─ Part 1: Vehicle functional safety» и предназначается для его прямого применения в национальной системе стандартизации. Настоящий стандарт распространяется на дорожные транспортные средства на топливных элементах, в которых максимальное рабочее напряжение в бортовых электрических схемах не превышает 1000В переменного тока или 1500В постоянного тока в соответствии с национальными или международными стандартами и/или требованиями законодательства. Он устанавливает основные требования к транспортным средствам на топливных элементах.
ГОСТ Р ИСО 23273- 2 «Дорожные транспортные средства на топливных элементах. Требования техники безопасности. Часть 2. Защита от опасностей, связанных с использованием водорода, в транспортных средствах, работающих на водородном топливе». Проект разрабатывается на основе международного стандарта  ISO 23273-2:2006(E) «Fuel cell road vehicles ─ Safety specifications — Part 2: Protection against hydrogen hazards for vehicles fuelled with compressed hydrogen» и предназначен для его прямого применения в национальной системе стандартизации. Он распространяется на дорожные транспортные средства на топливных элементах (ТСТЭ), в которых используется сжатый водород, и устанавливает основные требования к транспортным средствам на топливных элементах, касающиеся защиты людей и окружающей среды внутри и снаружи транспортного средства от опасностей, связанных с использованием водорода.
В 2010  году НАВЭ планирует приступить в соответствии с Национальной программой стандартизации к разработке проектов следующей серии стандартов:
ГОСТ Р ИСО 14687  «Топливо водородное. Технические условия на продукцию» Проект планируется разработать на основе Международного стандарта ISO 14687:1999 (E)  «Hydrogen fuel — Product specification». Он будет предназначаться для прямого применения в национальной системе стандартизации и определять характеристики качества  водородного топлива, обеспечивающие единообразие водородной продукции, производящейся и распределяемой для ипользования в транспортных средствах, бытовых электроприборах и при других применениях водорода в качестве топлива.
ГОСТ Р 15916 «Основные требования безопасности систем с использованием водорода». Проект планируется разработать на основе международного стандарта ISO 23273-3:2006(E) ISO/TR 15916:2004 «Basic considerations for the safety of hydrogen systems» Проект будет выполнен в виде рекомендаций по стандартизации на базе аутентичного перевода технического отчета международного стандарта.
ГОСТ Р 23274-3 «Дорожные транспортные средства на топливных элементах. Требования техники безопасности. Часть 3. Защита людей от поражения электрическим током». Проект планируется разработать на основе международного стандарта ISO 23273-3:2006(E)Fuel cell road vehicles ─ Safety specifications ─ Part 3: Protection of persons against electric shock». Он будет предназначаться для прямого применения в национальной системе стандартизации и распространяться на бортовые электрические схемы с рабочим напряжением от 25В до 1000В переменного тока или от 60В до 1500В постоянного тока. Стандарт должен установить основные требования к транспортным средствам на топливных элементах (ТСТЭ), касающиеся защиты людей и окружающей среды внутри и снаружи транспортного средства от поражения электрическим током, и не будет распространяться на ТСТЭ, соединенные с внешним источником электропитания, а также на защиту компонентов, изготовление, техническое обслуживание и ремонт ТСТЭ.
Упомянутые выше базовые международные стандарты разработаны и утверждены Техническим комитетом № 197 «Водородные технологии» ИСО, в котором в качестве членов представлена 21 страна: Аргентина, Австрия, Бельгия, Китай, Дания, Египет, Франция, Германия, Индия, Италия, Япония, Канада, Корея, Нидерланды, Норвегия, Россия, Испания, Швеция, Швейцария, США, Великобритания. В качестве наблюдателей в комитете представлены Австралия, Бразилия, Чешская республика, Финляндия, Гонконг (Китай); Венгрия, Ямайка, Ливийская Арабская Джамахирия, Сербия, Тайланд, Турция.
Помимо упомянутых ранее стандартов, которые планируется имплементировать в национальную систему стандартизации, ТК 197 ИСО к настоящему времени подготовил либо ведет разработку ряда новых проектов международных стандартов, связанных с производством, транспортировкой, хранением и использованием водорода. В таблице приведен перечень тех  международных стандартов, которые могут быть использованы при формировании российской нормативно-техничекой базы и законодательства.

1    ISO-14687-2   Топливо водородное. Технические условия на продукцию. Часть 2. Протонообменные мембраны (PEM) топливных элементов  для автотранспортных средств.
2    ISO-16110-2   Водородные генераторы  с использованием технологии обработки топлива. Часть 2. Процедуры определения эффективности.
3    ISO-20100      Водород газообразный. Автомобильные заправочные станции.
4    ISO-22734-1   Водородные генераторы с использованием технологии электролиза воды, процесс - Часть 1: Промышленное и коммерческое применение.
5    ISO-22734-2   Водородные генераторы с использованием технологии электролиза воды,  процесс - Часть 2: Бытовое применение.
6    ISO-23828      Дорожные транспортные средства на топливных элементах. - Измерение топливной экономичности - автомобили, использующие сжатый водород.

Международной стандартизацией в области топливных элементов также активно занимается Международная электротехническая комиссия (МЭК), где создан Технический комитет №105 «Технологии топливных элементов». Членами комитета являются представители 15 стран:  Великобритании, Германии, Дании,  Израиля,  Испании, Италии, Канады, Китая, Кореи, Нидерландов, США,  Франции, Швеции, Швейцарии, Японии. В качестве наблюдателей в комитете представлены Австралия, Австрия, Бельгия, Бразилия, Египет,  Норвегия, Польша, Португалия, Румыния, Сербия, Тайланд, Чешская республика, Финляндия. К настоящему времени ТК 105 также разработал и утвердил ряд стандартов, касающихся топливных элементов.

1    МЭК  62282-1        Технологии топливных элементов. Часть 1: Терминология.
2    МЭК  62282-2        Технологии топливных элементов. Часть 2: Модули топливных элементов.
3    МЭК 62282-3-1      Технологии топливных элементов. Часть 3-1: Стационарные энергоустановки на топливных элементах.  Безопасность.
4.   МЭК 62282-3-2      Технологии топливных элементов. Часть 3-2: Стационарные системы питания от топливных батарей. Методы испытания технических характеристик.
5.   МЭК 62282-3-3      Технологии топливных элементов. Часть 3-3: Системы питания  стационарных топливных батарей. Монтаж.
6.   МЭК 62282-5-1      Технологии топливных элементов. Часть 5-1: Системы питания от переносных топливных батарей. Безопасность.
7.   МЭК 62282-6-1      Технологии производства топливных элементов. Часть 6-1: Системы питания топливных микробатарей. Безопасность
8.   МЭК  62282-6-200 Технологии производства топливных элементов. Часть 6-200: Системы питания топливных микробатарей. Методы испытаний рабочих характеристик.
 
В последнее время комитеты ИСО и МЭК разрабатывают новые документы в области водородных технологий и топливных элементов не только независимо друг от друга, но и  согласованно, а в некоторых случаях совместно. В частности, по инициативе Технического комитета  №197 «Водородные технологии» разрабатывается проект стандарта ISO/DIS 26142 «Hydrogen detection apparatus»  (Аппаратура обнаружения водорода). Проект разрабатывается рабочей группой №13, в состав которой входят и представители российского технического комитета №29 «Водородные технологии».
Однако достигнутый уровень участия России в международной стандартизации в этой области явно не соответствует претензиям на заметную роль нашей страны в формирующемся «водородном» рынке в качестве не только потребителя новых технологий и оборудования, но и их поставщика. Поэтому первоочередную задачу мы видим сейчас в привлечении внимания высших органов государственной власти к водородным технологиям и их стандартизации и в более активном вовлечении в эту сферу российского бизнеса.