|
央广网北京1月22日消息 据中央广播电视总台中国之声《新闻超链接》报道，最近，国内首座兆瓦级氢能发电站首台机组在安徽六安并网发电。这也是国内首座兆瓦级电解纯水制氢、储氢及氢燃料电池发电系统，首次实现全链条贯通。 氢能发电站是如何工作的？氢气是如何被制造并存储的？未来还会有更多的氢能发电站吗？ 氢能发电站的工作原理是什么？有何优势？ 安徽六安兆瓦级氢能综合利用示范站坐落于安徽省六安市平安经济开发区。项目总占地10.7亩，项目中利用到的兆瓦级质子交换膜，纯水电解制氢设备和兆瓦级燃料电池设备均为国内的首套设备，是一座具有自主知识产权的，集制氢、储氢、氢发电完整技术链条的科技试验站。 氢能电站（图片来源：安徽网） 氢能发电站是一个将氢能转化为电能的设施。氢能发电的方法目前有两种，一是氢燃料电池发电，二是氢直接燃烧发电。安徽六安氢能示范站采用的是氢燃料电池发电工艺。氢气被送到氢燃料电池的负极，经过催化剂作用后，氢原子中的一个电子被分离了出来。失去了电子的氢原子成为了带正电的质子，带电质子穿过燃料电池中的核心设备——质子交换膜，到达燃料电池的正极，使得燃料电池正负两极的电荷不平衡，产生电压。但由于电子无法穿过质子交换膜到达正极，此时需再用一根导线连接燃料电池的正负极，电子就会在电压的作用下顺着导线跑到正极，导线里面运动的电子就成为电流，燃料电池也就能够发电。 很多其他新能源发电方式是将化学能先转化为机械能，再将机械能转化为电能，而安徽六安氢能示范站的发电方式是将化学能直接转化为电能。国网六安供电公司兆瓦级氢能综合利用示范站项目建设负责人夏鹏表示，多一个转化步骤，将导致能量损耗变大，效率变低。氢能发电站不需要复杂系统，结构简单，维修方便，启动迅速。在电网低负荷的时候，它可以吸收多余的电来进行电解水，生产氢气和氧气，储存起来，以备高峰时用于发电。相比于其他发电站，氢能发电还具有噪音小、效率高、启动快、成本低等优点。 制氢、储氢是如何完成的？ 氢非常活跃，在自然界分布广泛，但游离状态的氢非常稀少，自然获取氢气比较困难，必须通过人工转化的方式来制造氢气，水就是氢的仓库。 目前制氢的方式主要有三种，通过不同制氢方式制造出来的氢气可以被分为灰氢、蓝氢、绿氢。灰氢通过燃烧化石燃料产生，蓝氢主要是通过蒸汽甲烷重整或自然蒸汽重整制成，绿氢则是以可再生能源作为电力供应，采用电解水制氢的方式制出的氢，安徽六安氢能示范站采取的就是此种制氢方式，且制造的氢气纯度高，达99.999%以上。 生产出氢气后要将其储存。目前我国大多采用高压气态储氢方式。利用氢气压缩机将氢气加压后，将其送到高压储氢罐中储存。此外，还有金属氧化物储氢、低温液态储氢和有机液体储氢等方式，但高压气态储氢相对来说具有成本少、能耗低、充放电速度快、动态响应好等优势。 氢能发电未来会进行哪些技术攻关？会有更多氢能发电项目落地吗？ 第一，持续加大对电解水制氢及氢燃料电池本体设备的研发，提高效率，进一步优化提升其性能。第二，持续探索新材料的应用，实现关键材料和原材料的国产化，持续降低建设成本。第三，优化控制策略，实现更大规模的氢能发电协同控制。 安徽六安兆瓦级氢能综合利用示范站项目验证了制氢、储氢及氢发电完整的技术链条，研究了氢储能电站利用峰谷电价差盈利的可行性。通过示范站的建设，我国总结了非常多的相关经验，在国内率先培养了一支集技术研发、规划设计、施工运维产业链应用于一体的专业团队，为氢能发电大规模产业化推广打下基础。夏鹏表示，氢能具有可再生、清洁、安全等特点，发展氢能不仅是我国实现双碳目标的重要举措，对于缓解全球能源危机问题也具有重要意义。在不久的将来，氢能发电将在更多的地方蓬勃发展。 监制：梁悦 记者：富赜 鹤佳 伴随光伏发电成本逐年降低，光伏电解氢的成本有望下降到5元/千克，如果利用燃料电池并网发电，其发电成本可降至约0.5元/千瓦时。加之没有污染和排放，氢能发电站在特定场景下将比天然气发电、燃煤发电更具竞争力。 数据显示，光伏、风力发电电解水产生氢气，效率约为70%，再利用氢燃料电池发电，效率约为50%，这意味着从电到氢、氢再到电的转换效率仅为35%。那么，氢能发电站究竟是否具有可行性与经济性？ 在阳光电源股份有限公司董事长曹仁贤看来，伴随光伏发电成本逐年降低，可以利用中午时段便宜的光伏发电制氢，届时电解氢的成本将下降到5元/千克，如果利用燃料电池并网发电，其发电成本可降至约0.5元/千瓦时。加之没有任何污染和排放，氢能发电站将比天然气发电、燃煤发电更具经济竞争力和生态友好性。“光伏发电制氢，有利于推动光伏产业实现更大规模的装机量，而绿氢的产量上升能有效替代依赖进口的石油和天然气，降低我国石油天然气对外依存度，进一步保障国家的能源安全。”魏蔚表示。 此外，氢能发电站除了提供电力以外，还可以向工业及居民用户供热。“燃料电池发电温度较低，与居民生活热水的温度接近，方便利用。天然气燃烧温度高，会导致热能利用效率较低。数据显示，即使是天然气冷热电三联供，其能源总利用效率也不超过85%，而天然气重整燃料电池热电联供的总利用效率可超过90%。”魏蔚进一步补充称。 业内认为，将氢能发电站建在用电需求量大的地区，通过可再生能源制备绿氢并储存运输至氢能电站发电，是解决电能无法存储的行之有效措施。 |
|
|
