储能电池

燃料电池热电联产“破冰”

2021-08-11 13:59:46 高工氢电 作者:游保平

基于热电联产的运作模式和节能特性,氢能可在其中发挥重要作用。热电联产是指在同一电厂中将供热和发电联合在一起的生产方式,发电厂既生产电能,又利用汽轮发电机做过功的蒸汽对用户供热。热电联产具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益。

(来源:微信公众号“高工氢电” ID:weixin-gg-fcev 作者:游保平)

“氢能不仅可以在交通领域应用,还可以应用于热电联产。” 中国氢能有限公司董事长邓建清表示,相比于日韩已经将氢能成熟运用于热电联产,国内在探索氢能应用于热电联产方面才刚刚起步。

今年上半年以来,国内对氢能在热电联产领域的探索,已经开始向示范应用阶段迈进,东方电气、高成绿能、铧德氢能等多家公司都已经成功交付了燃料电池热电联产示范项目。

国内企业热电联产示范尝试

今年5月下旬,由东方电气集团有限公司(下称“东方电气”)旗下全资子公司东方电气(成都)氢燃料电池科技有限公司(下称“东方氢能”)自主研制的100kW级商用氢燃料电池冷热电联产系统正式发运交付。

100kW级商用氢燃料电池冷热电联产系统由可再生能源制氢与固态储供氢耦合、燃料电池冷热电联产几部分组成,由东方氢能、东方锅炉与华电集团四川分公司三方联手打造,东方氢能主要承担燃料电池热电联产部分研制工作。

该系统发电效率大于52%,热电联产总效率超过90%,支持离网并网、孤岛运行和黑启动,同时对外提供65℃热水。

“东方氢能100kW级商用氢燃料电池冷热电联产系统的正式交付,意味着公司成功打通水电制氢、氢气发电、供热制冷等环节。”东方氢能总经理黄果表示,公司探索出了一条氢燃料电池在发电领域应用推广的有效模式,前期将会在水电资源丰富的四川进行示范应用。

相比于东方氢能100kW级的商用氢燃料电池冷热电联产系统,国内更多公司在进行小功率的热电联产尝试。

6月下旬,由浙江高成绿能科技有限公司(下称“高成绿能”)自主研发生产的20kW燃料电池热电联产系统成功交付到嘉兴红船基地“零碳”智慧园区。

该系统是一种新型的基于燃料电池进行开发的零排放热电联供电站系统,额定并网功率为20kW,包含电解水制氢模块、储氢模块、燃料电池发电模块、余热回收模块、直流配电模块和控制模块,可大规模应用于储能侧,作为循环发电电源和调峰电源,并为用户提供热水或者暖气。

此外,国内也有企业在天然气重整制氢型的热电联产方面取得了突破。

7月下旬,江苏铧德氢能源科技有限公司(下称“铧德氢能”)与江苏科技大学(苏州理工学院)联手打造的天然气重整制氢型的分布式氢燃料电池热电联产示范项目完成交付。该套系统对原有浴室热水供应量进行补充,所发电量可以供给校园电力系统,在实现能源高效利用的同时,降低校园能源费用。

“公司正在推动热电联产系统关键部件的国产化和产品的整体降本。” 铧德氢能市场营销经理马明川告诉高工氢电,接下来铧德氢能将会积极推进山东和佛山的热电联产项目。

部门省市出台热电联产利好政策

企业在技术上持续研发和验证的同时,也需要政府在政策上为热电联产保驾护航。现阶段,国内部分省市已经提出了发展热电联产的计划。

山东省在“氢进万家”示范项目中提出,要利用光伏、风电开展电解水规模化制氢,把光伏、风电转化为氢能;要通过纯氢管道输送的方式,将氢能利用引入工业园区、加氢站;通过氢燃料电池向城市社区供热、供暖,建设超过10万户的氢能社区。

除山东省之外,佛山也准备开启燃料电池热电联产的示范。

7月26日,中科润谷智慧能源科技(佛山)有限公司、广东中岩泰科建设有限公司发布招标信息,拟采购商用燃料电池分布式热电联产设备4套。该采购计划是基于佛山南海全国首座氢能进万家智慧能源示范社区燃料电池分布式能源工程的要求。

预计地方政府的鼓励政策将加快燃料电池热电联产的示范运营,但要走向商用还需借鉴国外的先进经验。

“国内的燃料电池热电联产正开始由概念阶段向示范验证阶段迈进。”高成绿能副总经理侯向理认为,借鉴国际上的先进经验可以加快国内的商用进程。

事实上,热电联产在国际上已经有较长的发展历史,以美、日为代表的发达国家已经进入氢燃料电池热电联产技术的商业化应用的初级阶段。

目前,国际氢燃料电池分布式供能和热电联产的市场主要有以日本松下为代表的小型家用质子交换膜燃料电池热电联产系统;以美国Bloom Energy为代表的固体氧化物燃料电池大型商用分布式发电系统;欧盟主要效仿日本的模式发展家用微型热电联供系统,并先后通过Ene-field、PACE示范项目进行推广。

“从山东和佛山最新的进展来看,燃料电池热电联产将会纳入到整体氢能产业布局的一部分,前期的示范验证将很快开启。”一位长期关注氢能行业的投资人士表示,随着科技部氢进万家项目的推动,国内的热电联产有望朝前推进一步,涉足其中的企业要能耐住性子,从中长期布局,迎接5至10年后商用阶段的到来。

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