根據(jù)熱電聯(lián)產(chǎn)的運行方式和節(jié)能特性,氫燃料電池可以發(fā)揮重要作用。
熱電聯(lián)產(chǎn)是指在同一電廠生產(chǎn)方式下,熱電結(jié)合,電廠不局限于發(fā)電,還利用汽輪發(fā)電機產(chǎn)生的蒸汽給用戶供暖。熱電聯(lián)產(chǎn)有著節(jié)能、改善環(huán)境、改善供熱質(zhì)量、增加供電量等綜合效益。
“氫能不僅可以用于交通運輸,還可以用于熱電聯(lián)產(chǎn)?!敝袊鴼淠芄煞萦邢薰径麻L鄧建清表示,中國在氫能熱電聯(lián)產(chǎn)方面的探索才剛剛起步,而韓國和日本在氫能熱電聯(lián)產(chǎn)方面的應用已經(jīng)成熟。
自2021年上半年以來,國內(nèi)氫在熱電聯(lián)產(chǎn)領域的探索,已開始進入示范應用階段,東方電氣、高誠綠色能源、華德氫能等公司已成功交付燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)示范項目。
今年5月下旬,東方電氣(成都)氫燃料電池科技有限公司(東方氫能)自主研發(fā)的100kW級商用氫燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)正式交付使用。系統(tǒng)用可再生能源制氫、固態(tài)儲氫與供應耦合、燃料電池冷、熱、電熱電聯(lián)產(chǎn)組成。發(fā)電效率52%以上,熱電聯(lián)產(chǎn)總效率90%以上。系統(tǒng)支持離網(wǎng)并網(wǎng)、孤島運行、黑啟動,對外提供65℃熱水。
與東方氫能100kW商用氫燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)相比,國內(nèi)更多的企業(yè)正在嘗試小型熱電聯(lián)產(chǎn)。
該系統(tǒng)是一種新型的基于零排放的發(fā)展燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)電廠系統(tǒng)互連的額定功率20千瓦,包含水電解制氫模塊、儲氫、燃料電池發(fā)電模塊,廢熱回收模塊,直流配電模塊和控制模塊,可大規(guī)模用于儲能,作為循環(huán)發(fā)電電源和負荷電源,并為用戶提供熱水或供暖。
此外,國內(nèi)一些企業(yè)在天然氣重整制氫聯(lián)合熱電領域也取得了突破。
7月下旬,江蘇華德氫能科技有限公司與江蘇科技大學共同建設天然氣重整制氫分布式氫燃料電池熱電示范項目,完成交付。該系統(tǒng)可以補充原有浴室的熱水供應,產(chǎn)生的能量可以供應校園電力系統(tǒng),實現(xiàn)能源的高效利用,降低校園的能源成本。
山東省在“氫成萬”示范工程中,利用光伏、風電開展大規(guī)模電解水制氫,光伏、風電轉(zhuǎn)化為氫能;以純氫管道輸送方式,在工業(yè)園區(qū)和加氫站引進氫能利用;氫燃料電池將用于向城市社區(qū)提供熱量,并將建設10萬多個氫社區(qū)。
除了山東省,佛山也在準備啟動燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)示范。地方政府的鼓勵措施有望加快燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)的示范,但在實現(xiàn)商業(yè)化之前,還需要外國經(jīng)驗。
事實上,熱電聯(lián)產(chǎn)在世界上有著悠久的發(fā)展歷史,以美國、日本為代表的發(fā)達國家已經(jīng)進入了氫燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)技術(shù)商業(yè)化應用的初期階段。
目前,國際氫燃料電池分布式能源供應與熱電聯(lián)產(chǎn)市場主要包括以日本松下為代表的小型家庭質(zhì)子交換膜燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng);以美國Bloom Energy為代表的大型商用固體氧化物燃料電池分布式發(fā)電系統(tǒng);歐盟在開發(fā)供國內(nèi)使用的微型熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)方面主要遵循日本的模式,并通過ene-Field和PACE示范項目進行了推廣。
“從山東和佛山的最新進展看,燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)將納入氫能產(chǎn)業(yè)總體布局,初步論證和驗證工作即將啟動?!币晃婚L期關注氫產(chǎn)業(yè)的投資者表示,隨著科技部氫成萬項目的推進,國內(nèi)熱電聯(lián)產(chǎn)有望向前推進,而參與其中的企業(yè)要有足夠的耐心,做好長期的布局,以滿足5—10年商業(yè)階段的到來。