近日,豐田汽車透露正與美國能源部(DOE)的國家可再生能源實驗室(NREL)合作,在科羅拉多州阿瓦達的NREL Flatirons園區(qū)建造、安裝和評估1兆瓦(MW)質(zhì)子交換膜(PEM)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。
8月18日,東方電氣向三峽集團批量交付氫燃料電池熱電聯(lián)供裝備系統(tǒng)。8月1日,國鴻氫能固定式燃料電池發(fā)電系統(tǒng)在榆林科創(chuàng)新城零碳分布式智慧能源中心成功運行。
其他燃料電池企業(yè)如高成綠能、愛德曼、氫途科技、明天氫能、鯤華科技等均在推進氫儲能發(fā)電業(yè)務的展開。
氫儲能發(fā)電項目對燃料電池產(chǎn)品和技術有哪些要求?未來發(fā)展空間怎樣?在2022(第四屆)高工氫電產(chǎn)業(yè)峰會上,一眾燃料電池企業(yè)高層對氫儲能發(fā)電的話題探討可以作為參考。
★ 燃料電池在氫儲能領域的廣泛應用
氫儲能作為電儲能的補充可以在多個場景發(fā)揮重要作用,對于促進新能源高比例消納和保障電力電量實時平衡具有重要作用。氫儲能在長周期、大規(guī)模儲能的場景中具有突出優(yōu)勢,其靈活性最好、自然地理環(huán)境限制最少,可在新型電力系統(tǒng)建設中發(fā)揮重要作用。
氫儲能已經(jīng)成為了燃料電池企業(yè)進擊的新市場。
“氫能在發(fā)電供能方面已陸續(xù)進入建設試點的階段。電力和能源市場是萬億級市場,氫燃料電池分布式電站發(fā)電前景廣闊。” 愛德曼氫能研究院院長常華健博士指出,目前愛德曼已經(jīng)將固定式發(fā)電機組確定為公司氫燃料電池系統(tǒng)的主要應用場景之一。
“在用氫成本難以在短時間內(nèi)降低的情況下,企業(yè)要生存發(fā)展就必須找到合適的應用場景和出路,氫途科技的策略是發(fā)電場景和車用場景并重。”氫途科技董事長周鴻波表示。
在氫儲能領域深耕已久的高成綠能副總經(jīng)理兼技術總工袁飛,則在高工氫電峰會上分享了其已經(jīng)交付或正在交付的應用案例,針對氫儲能電站的產(chǎn)品特點和經(jīng)濟性進行了測算分析:
第一類,電解水制氫儲能電站,如嘉興紅船基地“零碳”智慧園區(qū)的熱電聯(lián)供電站、浙江巨化裝備工程集團的氫能方艙系統(tǒng)、為浙江正泰新能源設計建造的燃料電池儲能電站,該類電站主要的應用場景在發(fā)電側(cè);第二類,特殊場景下的即產(chǎn)即用電站,峰值功率超過三百千瓦,多采用化石資源/醇類制氫氫源,支持并網(wǎng)/離網(wǎng),孤島運行;第三類,備用電源,如為5G基站等數(shù)據(jù)中心“能耗大戶”,將是氫儲能重要的應用場景;第四類,化工副產(chǎn)氫電站,注重利用廢氫發(fā)電,可以達到節(jié)能減排、降低用電成本而獲得收益的目的,經(jīng)濟效益較為明顯。
從產(chǎn)品開發(fā)層面來看,盡管結(jié)構(gòu)相似,氫儲能發(fā)電系統(tǒng)的電堆、材料、BOP與車載燃料電池相關產(chǎn)品相較車載燃料電池相關產(chǎn)品也有不小的區(qū)別。
氫儲能電站對壽命的要求較高,一般采取石墨板電堆。同時,儲能電站工作環(huán)境相對車用環(huán)境穩(wěn)定,但工作時間長,因此對催化劑的耐久性提出更高要求。“當前適合氫儲能發(fā)電的產(chǎn)品整體還是偏少,并且技術成熟度有待驗證。”業(yè)內(nèi)人士透露。
另外,不同的氫儲能場景需求也不同,對燃料電池系統(tǒng)控制策略的要求也自然不同。比如風光氫儲能項目注重調(diào)整儲能結(jié)構(gòu),而化工副產(chǎn)氫儲能則注重利用廢氫發(fā)電,以達到節(jié)能減排、降低用電成本而獲得收益的目的。項目的地理位置、管路設計、氫源是綠氫還是灰氫等諸多因素都可能會影響電站的設計,以及與燃料電池控制策略的耦合。
★ 氫儲能變革,正在發(fā)生
相較其他儲能方式,氫儲能憑借在新能源消納、規(guī)模儲能經(jīng)濟性、儲運方式靈活性、地理限制與生態(tài)保護等多方面的優(yōu)勢,已經(jīng)引起政策端的重視。
國家層面,今年1月,國家發(fā)改委、能源局正式印發(fā)《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》,提出到2025年,包括氫儲能在內(nèi)的新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)?;l(fā)展階段、具備大規(guī)模商業(yè)化應用條件;到2030年,新型儲能全面市場化發(fā)展。
地方層面,浙江省積極探索氫電耦合的落地實踐。2021年6月,浙江省發(fā)布的《浙江省循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展“十四五”規(guī)劃》以及杭州市發(fā)布的《杭州市能源發(fā)展(可再生能源)“十四五”規(guī)劃(征求意見稿)》都提到“探索建設氫儲能等新型儲能項目”。
目前,在寧波、杭州、麗水、臺州等地開展氫電耦合基于工業(yè)園區(qū)、產(chǎn)業(yè)基地、農(nóng)村、海島等多場景示范與應用。這些氫能示范工程覆蓋了氫電耦合主要應用場景,展現(xiàn)了在新型電力系統(tǒng)構(gòu)建與雙碳目標下電能與氫能的協(xié)同方式。
項目層面,全國范圍內(nèi)落地的氫儲能項目也顯著增多。資料顯示,自2021年以來,我國已有22項氫儲能相關項目在建或者已經(jīng)建成。下圖是國內(nèi)部分氫儲能示范項目信息:
GGII調(diào)研統(tǒng)計,2021年國內(nèi)氫儲能裝機量約為1.5MW,氫儲能滲透率不足0.1%。結(jié)合這一上揚勢頭,預測2022年國內(nèi)氫儲能裝機量有望達到68MW,到2025年新增裝機量有望達到1518MW,未來幾年氫儲能市場都將呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。
資料來源:高工產(chǎn)研氫電研究所(GGII),2022年6月
整體來看,氫儲能市場正在快速增長,燃料電池企業(yè)向氫儲能發(fā)電市場擴張,大有可為。
原標題: “搶灘”氫儲能發(fā)電