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中能建廣東設計院王小博:綜合能源系統與氫能燃料電池

作者:中國儲能網新聞中心 來源:中國儲能網 發布時間:2019-05-21 瀏覽:次
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双色球走势图预测 www.xhakn.icu 中國儲能網訊:4月24-26日,由中國化學與物理電源行業協會儲能應用分會主辦的第九屆中國國際儲能大會在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月26日上午的“氫能與燃料電池“專場,中國能源建設集團廣東省電力設計研究院氫能技術中心主任王小博在會上分享了主題報告《綜合能源系統與氫能燃料電池》,以下為演講實錄:

王小博:大家好!這個會我們非常感興趣,我們是電力設計院。我先簡單介紹一下廣東院,現在隸屬于中國能源電力集團。我們是唯一一個擁有百萬千瓦火電、核電還有百萬伏特高壓的團隊。隔壁一個同事在做儲能相關的報告。這周在北京有一帶一路的會,我們集團統一要求都要說一下。

未來我們的想法是把高溫燃料電池作為微型燃機的替代品。我在制氫的時候真的沒有必要把氫再發回電網。不管是多高效率的燃料電池,都是沒有辦法比較的。用更高的能源關聯的角度去思考這個問題。這是美國能源部15年前的圖,這個圖在今天仍然非常有意義。二氧化碳加氫,作為原料的屬性非常重要?;褂幸桓鼉褪橇隊?。現在不管是哪里,對于氫氣的需求量是很大的。氨、冶金量更大。我覺得這個經濟價值大于把燃料電池再發回電網的價值。這是我們之前給各個地方政府或者一些央企做氫能行業產業規劃的一張圖。左邊就是跟今天的主題相關,就是儲能。其實,第一個,中國其實最富有的還是工業副產氫。然后化石燃料制氫不是特別建議,因為用氫的本質是為了低碳。最終是可再生能源,其實更推薦是高溫氣冷制氫。我們希望后續下一代把之前的問題解決掉。除了核能制氫,其他都是用可再生能源發的電來制氫的。到最后,應用場景,交通是現在最火的。但是只是釋放了氫能源行業的很小一部分。儲能裝置的儲能特性比較特殊,第一個最直接能想到的。后續的甲烷化對于我們來說意義更加重要。氫氣制出來以后的運輸問題,氫氣管道在中國還沒有變成國內規范。未來要想從運輸考慮,從二氧化碳的消納考慮或者用SOEC把二氧化碳制成合成氣。特殊的就是通訊基站。最近有幾個軍方的項目在做,參考DOE做卡車的征程氣。

這是氫在整個能源環境里面看不到的,因為它不是一次能源。我們認為現在大量石化用的都是天然氣,我們希望通過可再生能源的制氫能夠替代它。這個背景是這樣,我們在做大灣區對標,日本推氫能源這么猛是為什么。溫室氣體減排,大家可以看出來,其實對中國各個地方更核心的來自于經濟課題。現在各個地方做氫能主要考慮新舊動能轉換。第二個是新興國的國際競爭,中國很多也是這么來考慮的。這是日本做的第五次基礎能源計劃??稍偕茉?、化學燃料依然是能源的主要架構。這是大灣區能源規劃,國家角度的定位很高,也代表未來中國的發展方向。清潔低碳,安全高效,氫是唯一一個符合這個的能源。SOFC熱電聯產之后的效率,這是非常高效的?;褂幸桓隹贍艽蠹葉濟揮泄刈⒌?,以后會帶來挺大的影響。這是2019年4月3日生態環境司,原來屬于發改委,后來國家政府改革征求意見稿,很快正式稿件會發出來。對于能源結構的影響會非常大。

最右邊的一張圖,日本在這樣推氫能,它氫從哪里來,日本本土沒有任何氫能來源。它是從澳洲來,第一個是荷煤質氫,還有價格可以達到一定要求的可再生能源制氫,通過液氫運送到日本本土。二氧化碳和氫能是相輔相成。氫是唯一一個可以把電、氣、熱相互轉化的唯一介質。這是我們對燃料電池關注的,質子交換膜可能帶來的紅利時間會很長。我們有一些軍方項目是便攜式的,更感興趣的兆瓦級的分布式發電。說到了副產氫,就提到了氯堿工業。第二個是一些無法回收的氫氣現在提純到50%以上,直接用PSV很難回收20%的低氫的尾氣。我們用的二氧化碳捕捉裝置也是用的這個。我們理解膜和氫和二氧化碳以及氣體行業未來的發展是非常緊密的?;故遣巳?,也帶動鍋爐。氫氣55%,23%的甲烷和50%的一氧化碳都可以做非SOFC的原料。這是我們在做大灣區能源規劃的時候思考的幾個問題。天然氣作為未來中國長時間內的低碳穩步增長的能源。如果有氫能行業,SOEC制的氫怎么運過來。LNG接收站和液氫接收站要統一考慮。第二個是LNG氣化站和液氫氣化站?;褂刑烊黃艿籃頹餛艿?。這個就不再贅述了。最核心的是合成氣,作為大量化工原料的燃料。

我們對SOFC最看好的一年如果有一百兆瓦、一千兆瓦的訂單希望它的含系統之后的成本能夠和燃氣輪機持平。這是先有雞還是先有蛋的問題。這個還需要高一級政府的支持。我們做這么多的項目是通過政府規劃能夠帶動項目運轉。另外一個是IGFC,它的核心就是SOFC。IGFC和能源安全有關。大家注意,后面的熱電聯產也是符合應用追求。煤氣化需要很高濃度的氧氣。這是美國能源部做過的IGFC兩百兆瓦的概念型設計。它所體現出的經濟性是非常好的。這是我們之前做的一些項目。這是另外一個項目,這是中國分南做的項目。從這個圖,強調的是SOFC與數據中心和樓宇冷熱電三連供的聯合,你有了熱,就有冷。不管是熱供方式,中國未來上了5G,市場規模是驚人的。用冷需求就需要有高溫的熱。這是剛才這個項目用到的分南項目。這個來源是污水處理廠的污泥。這是做的另外一個業主的項目。現在南網國網這樣的企業都要轉型做綜合能源服務商。熱多了怎么辦,蓄熱裝置容量是非常有限的。SOEC用熱把用不掉的用它,結合借部分的電來制氫。把多余的熱不排掉,這是對分布式能源非常好促進的系統。另外一個是HCNG微型燃機?;燁獾吶ǘ讓揮邪旆ūV?,不能今天7%明天8%。第二個氫氣在管道內的分布也有關系。氫氣濃度有變化,出來的火焰長度不一樣。要么純氫燃氣要么就是普通的天然氣。

這是MCFC發電技術應用。MCFC原理和過程待會兒程總會說到。現在強調的是多能互補,一定要看副產有什么用,這樣才能把經濟性帶動起來。現在為了推動產業化一定要把能所有利用上的氫氣價值都利用上。下面就是我的厭氧發酵,都是非常好的高溫電池燃料。這是國家發改委去年的關于燃煤耦合生物質發電。第一類項目很好,污泥耦合干化,這個沒問題。但第二類生物質氣化爐,這個是可惜的。本身有更好的用途。已經有了來源后續需要產業化,趕快把成本降下來。后面就是制氫儲能+海水淡化。鎂離子有沒有影響,制冷以后有了氫,再發回來就直接有淡水。這是未來想直接把氫裝置集成到海上的變電站。現在要做的就是把淡水送到風機平臺上,海底管道的造價遠遠低的。啟動時間和風機的不穩定性可以匹配。否則本身接入電網也是很痛苦的事情。我們有很強烈的需求對于這個產業的發展。

這是荷蘭,離岸制氫,就在風機上就在平臺上?;褂幸桓鼉褪羌狀?,國家八部委在開展的產業推介會,它和SOFC高溫燃料電池結合也是非常好的點。這是吉利當年做的三年路試。這是美國能源部當時做的小型項目。大家看到,如果把它送回來制氫,要通過我的風機,HVAC再變成MVAC。另外一點,電解之后的氧氣可以去到電廠。第二我的煤化工還有一個就是副氧燃燒。本身氫氣和燃料電池行業不僅可以促進之前說的三氣,四氣,其實更重要的是可以促進化石能源的潔凈化利用還有提高二氧化碳的普及率。這是混氫,國家有規范。但是車載沒問題,怎么運過去,這是問題。只能在天然氣站混。氮氧化物的問題沒有解決。這是我們做的智能微網,它可實現可直升飛機的聯網。安全就不說了。

廣東院非常愿意在這個行業里面做第一個,尤其電堆的供應方合作。今天這個會是國內第一個兆瓦級的儲能電站也是我們做的。我們希望在氫能上面也能做到這樣。謝謝大家!

關鍵字:儲能大會

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