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发电效率超50%!氢燃料电池竟然有如此妙用!

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发电效率超50%!氢燃料电池竟然有如此妙用!,

溧水氢能,皖能氢冷器,氢能零污染  12月24日,佛山市南海区开工了一个项目:煤炭超临界水气化热电联产技改项目及配套副产氢项目。这一项目中的“热电联产”是氢能的一个新鲜应用场景,并且已经展现了很好的势头。

  热电联供,也可称为热电联产,是指在电厂中将供热和发电联合在一起的生产方式。氢能相对于其他能源来说,最大的优势就是转换方便,既可以作为一次能源直接燃烧供电供热,还可以通过化学反应,持续供电供热。同时氢气的来源也很广泛。这种优势在热电联供中最能发挥优势。国内目前也已经出现了多个以氢能为转换中介的热电联供项目。

  这一项目是一期总投资约 3.83 亿元,在长海电厂原有部分厂区内旧机组完成清拆迁改后建设一套 50MW 水煤浆超临界水气化热电联产机组。

  本次开工的项目是郭烈锦院士团队多年研发的“超临界水蒸煤制氢”技术的落地应用,用于1000MW煤电机组,可提高煤电转化效率至少5个百分点,降低一次设备投资30%,具有显著的经济、社会和环保效益。

  配套副产氢项目由景隆公司与新锦盛源(广东)能源科技有限公司共同合作的广东锦隆能源科技有限公司投资,将建设两台套制氢装置,产氢规模2 × 5000Nm3/h,总投资额 2.5 亿元。

  煤炭超临界水气化制氢的优势在于,煤炭化学能直接转化为氢能,二氧化碳易于以高纯的形式富集。从源头上抑制污染物生成,无需净化、脱硫等过程。经测算,该技术在制氢成本上可以降低至15元每公斤,在国内国际都是非常便宜,将为佛山市实现 35 元每公斤的终端销售价格奠定基础。随着未来规模的扩大,制氢成本还可以继续下降,达到 6~8 元每公斤。

  佛山的项目是通过热电联产制出更加便宜的氢气,不过更多的热电联供项目中直接将所产出的氢气直接投入应用。尤其是供热。10月11日,北京市海淀区政府公布了2023年可再生能源供热领域市政府固定资产投资资金需求及项目安排的通知,其中就有氢能供热项目。

  氢气之前的应用场景人们最熟悉的是以燃料电池汽车为主的交通领域,不过,热电连供项目让氢能应用的可能性被拓展。

  有研究称,氢燃料电池热电联供系统发电效率可以达到50%以上。在交通运输领域,燃料电池只负责供电,发电过程中产生热能通过散热系统浪费了,而热电联供则可以将这一部分损失的热能收集起来,供生活热水和建筑供暖等应用场景使用,使得氢燃料电池热电联供综合效率达到90%以上。

  可见,使用氢能参与的热电联供具有效率高、低排放等优势,适用于靠近用户的千瓦至兆瓦级的分布式发电系统。

  2021年9月,科技部发布的国家重点研发计划“氢能技术”重点专项2021年度定向项目申报指南中也提到,推进“氢进万家”综合示范,打造低碳氢工业园区,燃料电池热电联供入户企业办公区、覆盖建筑面积超过5000平方米,燃料电池热电联供氢气使用量不低于1万吨。

  地方层面,据统计,目前包括四川、辽宁、北京、珠海、深圳、潍坊等在内的省市在积极推进氢燃料电池热电联供项目的发展,并提出了具体的政策和目标。

  2022年8月,《辽宁省氢能产业发展规划(2021-2025年)》提出,到2025年,全省分布式发电系统、备用电源、热电联供系统装机容量达到100兆瓦。

  2020年,《四川省氢能产业发展规划(2021-2025年)》提出,到2025年,要实现热电联供示范应用,建设氢能分布式能源站和备用电源项目5座。

  北京专门制定了燃料电池热电联供技术指标,提出突破固体氧化物燃料电池热电联供系统技术,实现系统额定发电功率≥30千瓦、发电效率≥55,热电联供总效率≥85,连续运行≥1000h。

  2021年9月,韩国斗山集团产1.8兆瓦(MW)发电用燃料电池(440kW级)出口中国,为广东省佛山市某公寓全部住户及1栋商业楼共1788户供电并提供冷暖气,出口总额为1300万美元。

  2021年12月14日,上燃动力20周年纪念活动上,上燃动力宣布联合房地产企业打造国内首个社区热电联供项目。

  2022年8月18日,中国东方电气集团向长江三峡集团批量交付氢燃料电池热电联供装备系统。

  2022年8月1日,世界首个含氢燃料电池热电联供系统的实用化零碳智慧能源中心——榆林科创新城零碳分布式智慧能源中心示范项目建成投运。

  2022年7月6日,国内首座兆瓦级氢能综合利用示范站在安徽六安投运,我国首次实现兆瓦级制氢-储氢-氢能发电的全链条技术贯通。

  2022年10月11日,北京海淀的2023年可再生能源供热领域市政府固定资产投资资金需求项目中,就有氢能供热项目。

  2022年12月6日,宁夏电投太阳山能源有限公司热电联产项目用电系统受电工作圆满完成。这一项目最大特点是氢氨掺烧20%供热。

  不过目前来看,氢气参与的热电联供项目主要集中于工业园区,想要大规模应用还有很长的路要走。