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国表里风电制氢技术进展

来源:广州启灏机电工程有限公司发布时间:2022-09-25 08:56阅读:原标题:国表里风电制氢技术进展

中共中央、国务院联合印发了《国家创新驱动发展战略纲要》,其中明确提出:“开发氢能、燃料电池等新一代能源技术”。

但总体上讲,我国风电制氢技术研发起步较晚,进展较为缓慢。目前尚无成熟商业运行的风电制氢储能和燃料电池发电系统,大规模风电制氢储能的示范工程设计经验不足,在系统的关键性技术、效率提升和经济性方面未能取得实质性的进展。面临的问题主要有:

(一)关键技术难题

从技术角度来看,风电的随机性、不稳定性、波动性较大,而水电解制氢设备对电能质量的稳定性要求较高,频繁的电力波动会对设备的运行寿命及氢气的纯度质量造成影响。如何进行有效的电能匹配,提高制氢设备的可利用率需要研究探讨。此外,当前氢气的储存和运输成本较高,包括氢气储运的安全性等都是制约氢能行业发展的瓶颈,储运技术需进一步深入研究。

(二)推广应用难题

风电制氢技术的发展有待于氢气下游用户使用问题的解决,当前氢气的大规模使用途径还较为单一,受限于运输和储存成本,用量较大石化企业、合成氨企业多为自行制备,或采用天然气重整、甲醇裂解或煤制氢等方式制取。高纯氢市场用户多,但用量较小,行业发展潜力不大。近年来燃料电池汽车行业技术发展颇受关注,燃料电池汽车行业的规模化发展将会带动氢能规模化利用。

参照德国power to gas计划,将氢气按一定比例加注到天燃气管道中加以利用,也是风电制氢和氢能利用规模化发展的有效途径。如果将风电制取的氢气注入到西气东输的输气管道中,则我国西北部地区的风电弃风难题可有效解决。

四、促进我国风电制氢技术发展的对策建议

(一)关注解决氢能利用途径

制定有关标准和政策,探索将氢气注入到天然气管道中加以利用;促进燃料电池技术行业的发展,燃料电池技术发展将带动氢能的清洁利用,进而推动风电制氢技术的发展。提高油品品质,提高汽柴油标号标准,进而推动油品加氢技术的发展,扩大氢能的利用途径。

(二)加强电解制氢技术的开发

电解制氢技术要想在间歇性电源的储能环节中获得广泛应用,首先必须满足对间歇性电源功率波动的适应性,因此需要深入研究电解制氢装备的功率波动适应性,开发大功率、低成本和高效率工业化碱性电解水制氢技术。同时,开发可快速响应功率波动的固体聚合物电解水制氢技术(SPE)。

(三)开展氢储能系统的研发

由于氢气易于储存,因此有利于提高波动性大的风/光发电品质,并能够参与电网调峰网,可以提高电网安全性和运行效率。因此,如何设计高压储氢系统,使之与电网调峰和运行模式相匹配,是该技术能够走向市场的关键技术之一。

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