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曹仁贤:未来的氢能发电站

2020.08.25 来自:智汇光伏

随着燃料电池技术的迅速发展,氢的应用场景越来越广泛,氢能将成为21世纪除了电能以外最重要的二次能源。


氢既可以通过燃料电池发电,用于交通设施,如船舶、轨道车辆、重载卡车、公共交通等移动场所,又可以作为最清洁的燃料使用。


燃料电池发电系统能够用于固定的大规模发电厂吗?

关于这个命题,很多人认为没有经济性:

用太阳能、风力发电电解水产生氢气,效率约70%,再利用燃料电池发成电,效率约50%,也就是说从电到氢、氢再到电的转换效率仅35%。因此,大多数专家并不认同氢能发电的经济性。

然而,事实并非如此!

氢能发电系统有着广泛的应用前景。由于氢气可以压缩或液化储存,因此氢能发电有着非常卓越的季节能效比。在枯水期、无风季节利用储存的氢气发电,也可与电化学储能形成互补,为电力系统减排做出决定性贡献。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,热电联供效率可以达到85%以上。

氢能发电的氢气来源于化石能源或可再生能源电解水,化石能源制氢虽然具有成本优势,但制备过程将产生大量的温室气体;可再生能源电解水制氢虽然耗电量大,但无污染、零排放,因此前途无量。

由于光伏发电成本逐年降低,未来中午时段太阳能发电将非常廉价,甚至接近零成本,届时电解氢的成本将下降到5元/kg。如果将中午制备的绿氢利用燃料电池并网发电,其发电成本可降至约0.5元/kWh,由于没有任何污染和排放,氢能发电站将比天然气发电、燃煤发电更有竞争力。即使使用部分来源于化石能源的尾氢,氢能发电也可以中和部分碳排放,降低碳污染。

锂电池储能系统无论是功率还是能量的扩容都非常不方便、不经济,而氢气存储的时长仅取决于容器的数量,这意味着发电机组可以将功率和发电持续时间完全解耦,实现氢能大规模存储。在风光水资源比较差的季节,或在连续阴雨的夜晚,氢能发电将弥补太阳能、风能、化学储能的短板,提供稳定、持续、可控的电力。
 
值得欣慰的是,韩国今年有一座50MW的氢能发电站已并网运行,阳光电源公司也将有一座500kW的氢能发电站并网运行。相信氢能发电站最终可替代燃煤、燃气发电,成为21世纪最清洁稳定的发电站。




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