在第七届清华—四川科技成果对接会上，清华四川能源互联网研究院首次对外进行创新成果发布。创新从未止步，成果落地生金，为进一步塑造创新发展的新动能、新优势，助力四川省市区高质量发展，研究院特推出“创新成果巡览”专栏，介绍各创新成果的详细内容。本期带来8MW级大型碱性电解水制氢机组特性试验检测平台。
成果简介
平台面向新能源电力的典型应用场景，构建了电解水系统全景监控与安全防护体系，具有安全等级高、运行范围可拓展至全功率0～100%、检测指标丰富等特点，设计测试能力500～1500Nm3/h，在制氢机组性能检测方面处于行业领先水平。试验检测平台的建成将规范现有大型电解水制氢机组的运行测试规程，为国家大型电力能源基地的制氢设备选型和设计优化提供量化指导。
近年来，市场需求叠加政策驱动，氢能产业步入发展快车道。电解水制氢作为氢能主要制备方式之一，其技术不断迭代突破，前景广被看好。由清华大学电机系和清华四川能源互联网研究院（以下简称研究院）智慧氢能系统实验室作为核心团队联合研发的“8MW级大型碱性电解水制氢机组特性试验检测平台”（以下简称“8MW级试验检测平台”）面向新能源电力的典型应用场景，构建了电解水系统全景监控与安全防护体系，具有安全等级高、动静态扩展能力强、检测指标丰富等特点。
智慧氢能系统实验室全景
智慧氢能系统实验室常务副主任李汶颖博士表示：“该平台目前在制氢机组性能检测方面处于行业领先水平，可为氢能领域的新技术、新产品、新方案的实际应用效果提供科学的检验对照数据支撑。其既是创新抓手，也是有效举措，既为氢能行业的健康发展保驾护航，也为我国乃至全球氢能领域的技术进步贡献中国标准。”
产业需求爆发
氢能标准化破题
随着可再生能源、储能等行业的迅猛发展，对新能源及储能领域的相关检测服务需求骤增，业内对检验检测机构的技术资质和公信力均提出了更高要求。
对此，智慧氢能系统实验室联合清华大学电机系，依托国家重点研发计划、国家能源电力储能装备与系统集成技术研发中心支持，在行业内率先编制了“低温电解水制氢的稳暂态运行性能指标及测试方法”标准，形成了“碱性电解水制氢装备的质量分级及‘领跑者’评价要求”标准，并基于上述领先的标准与规范体系，自主设计、自主建设、自主调试，建成“8MW级试验检测平台”。
解决行业标准的“有没有”问题，是氢能这一新兴行业从业者的必答题，而行业标准如何制定、由谁制定、如何落地、如何对标更新，都将影响行业的未来发展。“低温电解水制氢的稳暂态运行性能指标及测试方法”标准由研究院作为第一起草单位联合18家科研单位、装备制造企业、制氢工程运营企业共同起草，形成测试团体标准，可指导、支撑规模化可再生能源制氢示范工程的评估和验收，明确电制氢系统暂态运行测试方法，增加电制氢系统内部各部分真实能效测试方法，也将测量仪器功率范围从百KW级扩至8-10MW级。
“碱性电解水制氢装备的质量分级及‘领跑者’评价要求”标准同样由研究院联合多家高校科研机构、装备制造企业和能源企业共同起草，确立了碱性水电解制氢设备的先进水平、平均水平和基准水平三个等级以及基础指标、核心指标和创新性指标体系。
发布行业标准
可以说，上述标准和规范体系的提出与实践，是“8MW级试验检测平台”得以立项、建成并获得业界认可的基础，以“标准化”助力氢能产业高质量发展迎来新篇章。“作为业界首个针对制氢机组的高兆瓦级、合规试验检测平台，其搭建与运行具有重要意义”，李汶颖博士谈道。
以领跑者之姿
助力产业加速发展
2023年9月27日，“8MW级试验检测平台”竣工验收，并于当年11月正式投用，其测试对象覆盖目前主流的碱性电解水制氢电解槽和整流器，能评价不同电解水制氢系统的稳暂态特性，有助于建立起完整的第三方检验检测服务体系，推动绿氢产业的快速、高质量发展，亦将规范现有大型电解水制氢机组的运行测试规程，为国家大型电力能源基地的制氢设备选型和设计优化提供量化指导。
8MW级试验检测平台竣工仪式
对于平台对企业的助力作用，李汶颖博士解释说：“有了平台的检验数据做支撑，企业就能及时、精准地掌握自身产品的各项指标，更好契合市场需求与用户需求，改进产品和服务，有助于适应市场变化，提高市场竞争力。”截至目前，“8MW级试验检测平台”已为多家供应商的电解槽提供检测服务，反响良好。“对于需要掌握自身产品指标的企业而言，以及对于亟待搭建行业标准的氢能领域而言，产品的数据可知、品质可控是必然要求。”
下一步，李汶颖博士与团队成员计划根据应用方的反馈与业界需求、技术演进对“8MW级试验检测平台”不断进行优化升级，“现行国标还在修订过程中，待其确定，平台会据相应的指标进行调整，一方面保障精准性，一方面也将测试成本降下来。”
蜕变升级
跨越氢能领域的“上甘岭”
从100千瓦级到8MW级，从承担国家重点研发计划的课题任务到不断拓展氢能产业的实际应用场景，李汶颖博士将该项目的推动进程视为持续克服一场又一场的挑战，“这就是我们最终所跨越的‘上甘岭’，团队实现了蜕变升级。”
“虽然我们是一支年轻的团队，但对研发过程中的难点、痛点有着深刻的认知和思想准备，依靠合理的团队梯度配置，让平台顺利建成。”在研发、测试等创新环节中，存在的技术难点需要逐一攻克，技术的复杂性、不稳定性时常会导致开发和应用进度受阻。
在这个过程中，一方面是清华大学的理论团队反复核算各种数字模型以及算法，一方面是研究院的工程应用技术团队在现场进行细化与可落地执行以及承建合作方的支持，最终所有的付出都融汇成项目建成后一次开机即成功的喜悦。李汶颖博士感慨道：“从科研理念到成品建成，需要不断迭代，最终建成的‘8MW级试验检测平台’足有三层楼之高，是工程技术创新的大胆尝试与完美呈现。”
8MW级试验检测平台内外全景
“上甘岭之说”由此而来，这并非智慧氢能系统实验室的唯一研发项目，但却是其所有研发推进项目中的一次重要飞跃，“以往实验最多不超过100千瓦，多是小试、中试级别，试验检测平台则相当于一次大试，项目难度、投入程度等指标全部拉满，然而赢下了这场战役，即意味着所有技术链条的畅通，也在行业里立下了口碑、奉上了代表作。”
