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央廣網北京1月22日消息 據中央廣播電視總台中國之聲《新聞超鏈接》報道,最近,國內首座兆瓦級氫能發電站首台機組在安徽六安併網發電。這也是國內首座兆瓦級電解純水制氫、儲氫及氫燃料電池發電系統,首次實現全鏈條貫通。
氫能發電站的工作原理是什麽?有何優勢?
安徽六安兆瓦級氫能綜合利用示範站坐落於安徽省六安市平安經濟開發區。項目總佔地10.7畝,項目中利用到的兆瓦級質子交換膜,純水電解制氫設備和兆瓦級燃料電池設備均為國內的首套設備,是一座具有自主知識產權的,集制氫、儲氫、氫發電完整技術鏈條的科技試驗站。
氫能發電站是一個將氫能轉化為電能的設施。氫能發電的方法目前有兩種,一是氫燃料電池發電,二是氫直接燃燒發電。安徽六安氫能示範站採用的是氫燃料電池發電工藝。氫氣被送到氫燃料電池的負極,經過催化劑作用後,氫原子中的一個電子被分離了出來。失去了電子的氫原子成為了帶正電的質子,帶電質子穿過燃料電池中的核心設備——質子交換膜,到達燃料電池的正極,使得燃料電池正負兩極的電荷不平衡,產生電壓。但由於電子無法穿過質子交換膜到達正極,此時需再用一根導線連接燃料電池的正負極,電子就會在電壓的作用下順著導線跑到正極,導線裏面運動的電子就成為電流,燃料電池也就能夠發電。
很多其他新能源發電方式是將化學能先轉化為機械能,再將機械能轉化為電能,而安徽六安氫能示範站的發電方式是將化學能直接轉化為電能。國網六安供電公司兆瓦級氫能綜合利用示範站項目建設負責人夏鵬表示,多一個轉化步驟,將導致能量損耗變大,效率變低。氫能發電站不需要複雜系統,結構簡單,維修方便,啟動迅速。在電網低負荷的時候,它可以吸收多餘的電來進行電解水,生產氫氣和氧氣,儲存起來,以備高峰時用於發電。相比於其他發電站,氫能發電還具有噪音小、效率高、啟動快、成本低等優點。
制氫、儲氫是如何完成的?
氫非常活躍,在自然界分布廣泛,但遊離狀態的氫非常稀少,自然獲取氫氣比較困難,必須通過人工轉化的方式來制造氫氣,水就是氫的倉庫。
目前制氫的方式主要有三種,通過不同制氫方式制造出來的氫氣可以被分為灰氫、藍氫、綠氫。灰氫通過燃燒化石燃料產生,藍氫主要是通過蒸汽甲烷重整或自然蒸汽重整制成,綠氫則是以可再生能源作為電力供應,採用電解水制氫的方式制出的氫,安徽六安氫能示範站採取的就是此種制氫方式,且制造的氫氣純度高,達99.999%以上。
生產出氫氣後要將其儲存。目前我國大多採用高壓氣態儲氫方式。利用氫氣壓縮機將氫氣加壓後,將其送到高壓儲氫罐中儲存。此外,還有金屬氧化物儲氫、低溫液態儲氫和有機液體儲氫等方式,但高壓氣態儲氫相對來說具有成本少、能耗低、充放電速度快、動態響應好等優勢。
氫能發電未來會進行哪些技術攻關?會有更多氫能發電項目落地嗎?
第一,持續加大對電解水制氫及氫燃料電池本體設備的研發,提高效率,進一步優化提升其性能。第二,持續探索新材料的應用,實現關鍵材料和原材料的國產化,持續降低建設成本。第三,優化控制策略,實現更大規模的氫能發電協同控制。
安徽六安兆瓦級氫能綜合利用示範站項目驗證了制氫、儲氫及氫發電完整的技術鏈條,研究了氫儲能電站利用峰谷電價差盈利的可行性。通過示範站的建設,我國總結了非常多的相關經驗,在國內率先培養了一支集技術研發、規劃設計、施工運維產業鏈應用於一體的專業團隊,為氫能發電大規模產業化推廣打下基礎。夏鵬表示,氫能具有可再生、清潔、安全等特點,發展氫能不僅是我國實現雙碳目標的重要舉措,對於緩解全球能源危機問題也具有重要意義。在不久的將來,氫能發電將在更多的地方蓬勃發展。
央廣網
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