可再生能源电解水制氢储能应用前景广阔
Release Time:2022-06-16
宁夏宝丰“太阳能电解水制氢综合示范项目”引进单套产能1000m³/h的电解槽设备,绿氢综合制造成本为0.7元/m³,装置年产2亿m³氢气+1亿m³氧气。电解水制氢气技术及现状
表1 三种典型电解制氢技术对比
电解水制氢工艺近年来发展迅猛,不断突破技术瓶颈,并有大批规模化电解制氢项目落地,为可再生能源电解制氢技术提供了实践支撑。目前国内可再生能源电解制氢以碱性电解水制氢技术为主,国外碱性膜电解制氢技术应用实例较多。
丹麦1.2MW项目采用就地制氢的方案,在风电场附近建立制氢、储氢、氢气管道输出一体化电解水制氢站,用于制取绿氢及配合可再生能源风电消纳,同样采用的碱性电解水制氢技术。
目前,国内碱性电解水设备的单台产能最大可达1000m³/h,电解水设备制造厂家主要有中国船舶重工集团公司第七一八研究所、温州高企氢能科技有限公司、天津市大陆制氢设备有限公司及苏州竞立制氢设备有限公司等。
图1 风电并网制氢系统结构图 此外,远海风力资源丰富,可用于发展**装机容量的风电场,国外学者LloydJames等人提出整合电解制氢与海上风电资源,将电解制氢装置集成到海上风电发电项目中,防止海上风力涡轮发电机与陆地连接点之间所产生的运输损失和因电力转换而造成的能源损失。 国内学者邵志芳等人对我国某地海上风电场规模化制氢进行了可行性综合评价,提出海上风电规模化制氢具有很好的社会前景。 国内外大批风电制氢项目的落地也为风电制氢技术提供了工程支撑。 同年,“氢储能关键技术及其在新能源接入中的应用研究”项目启动,该项目涉及30kW光伏模拟模块,2m³/h碱性电解水制氢、16m³固态金属合金储氢以及10kW质子交换膜燃料电池模块。 光伏发电制氢即将太阳能面板转化的电能供给电解槽系统电解水制氢,系统整体结构类似风力发电制氢系统。其中,光伏发电技术主要是基于半导体的光电效应,光伏发电的主要核心元件是太阳能电池,其他还包含有蓄电池组、控制器等元件,系统整体结构如图2所示。 图2 光伏发电制氢系统结构图 随着我国可再生能源的迅猛发展及**政策的大力支持,光伏发电相关技术及建设规模已达****水平,光伏发电成本持续下降,因此在我国能源清洁化转型进程中,光伏+氢的组合将在脱碳减排工作中扮演不可或缺的角色。 2021年,凯豪达氢自主设计生产的一期制氢项目光伏制氢与燃料电池热电联供系统装置,完成调试验收工作,该装置由太阳能光伏发电、电解水制氢、储氢罐、燃料电池热电联供系统组成,不仅能解决新能源消纳问题,还能为偏远地区供热供电,对天然气掺氢的应用场景也有重要的示范作用。 风光互补耦合发电制氢系统由风力发电系统、太阳能发电系统、电解制氢装置及氢能储存和利用系统组成,系统总体框架如图3所示。 近年来,国内学者开始针对风光互补耦合发电制氢技术展开了研究,并开始探索更多可再生能源实现多能耦合制氢系统的可行性.
2)光伏发电制氢技术
3)风光互补发电制氢技术/多能耦合发电制氢结论与期望