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陽光電源曹仁賢:未來的氫能發電站

   2020-08-26 中國電力網

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核心提示:隨著燃料電池技術的迅速發展,氫的應用場景越來越廣泛,氫能將成為21世紀除了電能以外最重要的二次能源。氫既可以通過燃料電池發

隨著燃料電池技術的迅速發展,氫的應用場景越來越廣泛,氫能將成為21世紀除了電能以外最重要的二次能源。

氫既可以通過燃料電池發電,用于交通設施,如船舶、軌道車輛、重載卡車、公共交通等移動場所,又可以作為最清潔的燃料使用。

燃料電池發電系統能夠用于固定的大規模發電廠嗎?

關于這個命題,很多人認為沒有經濟性:

用太陽能、風力發電電解水產生氫氣,效率約70%,再利用燃料電池發成電,效率約50%,也就是說從電到氫、氫再到電的轉換效率僅35%。因此,大多數專家并不認同氫能發電的經濟性。

然而,事實并非如此!

氫能發電系統有著廣泛的應用前景。由于氫氣可以壓縮或液化儲存,因此氫能發電有著非常卓越的季節能效比。在枯水期、無風季節利用儲存的氫氣發電,也可與電化學儲能形成互補,為電力系統減排做出決定性貢獻。氫能發電站除了提供電力以外,還可以向工業及居民用戶供熱,熱電聯供效率可以達到85%以上。

氫能發電的氫氣來源于化石能源或可再生能源電解水,化石能源制氫雖然具有成本優勢,但制備過程將產生大量的溫室氣體;可再生能源電解水制氫雖然耗電量大,但無污染、零排放,因此前途無量。

由于光伏發電成本逐年降低,未來中午時段太陽能發電將非常廉價,甚至接近零成本,屆時電解氫的成本將下降到5元/kg。如果將中午制備的綠氫利用燃料電池并網發電,其發電成本可降至約0.5元/kWh,由于沒有任何污染和排放,氫能發電站將比天然氣發電、燃煤發電更有競爭力。即使使用部分來源于化石能源的尾氫,氫能發電也可以中和部分碳排放,降低碳污染。

鋰電池儲能系統無論是功率還是能量的擴容都非常不方便、不經濟,而氫氣存儲的時長僅取決于容器的數量,這意味著發電機組可以將功率和發電持續時間完全解耦,實現氫能大規模存儲。在風光水資源比較差的季節,或在連續陰雨的夜晚,氫能發電將彌補太陽能、風能、化學儲能的短板,提供穩定、持續、可控的電力。

值得欣慰的是,韓國今年有一座50MW的氫能發電站已并網運行,陽光電源公司也將有一座500kW的氫能發電站并網運行。相信氫能發電站最終可替代燃煤、燃氣發電,成為21世紀最清潔穩定的發電站。



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