
根據熱電聯產的運行方式和節能特性,氫燃料電池可以發揮重要作用。
熱電聯產是指在同一電廠生產方式下,熱電結合,電廠不局限于發電,還利用汽輪發電機產生的蒸汽給用戶供暖。熱電聯產有著節能、改善環境、改善供熱質量、增加供電量等綜合效益。
“氫能不僅可以用于交通運輸,還可以用于熱電聯產。”中國氫能股份有限公司董事長鄧建清表示,中國在氫能熱電聯產方面的探索才剛剛起步,而韓國和日本在氫能熱電聯產方面的應用已經成熟。
自2021年上半年以來,國內氫在熱電聯產領域的探索,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產示范項目。
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)自主研發的100kW級商用氫燃料電池熱電聯產系統正式交付使用。系統用可再生能源制氫、固態儲氫與供應耦合、燃料電池冷、熱、電熱電聯產組成。發電效率52%以上,熱電聯產總效率90%以上。系統支持離網并網、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產系統相比,國內更多的企業正在嘗試小型熱電聯產。
該系統是一種新型的基于零排放的發展燃料電池熱電聯產電廠系統互連的額定功率20千瓦,包含水電解制氫模塊、儲氫、燃料電池發電模塊,廢熱回收模塊,直流配電模塊和控制模塊,可大規模用于儲能,作為循環發電電源和負荷電源,并為用戶提供熱水或供暖。
此外,國內一些企業在天然氣重整制氫聯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。該系統可以補充原有浴室的熱水供應,產生的能量可以供應校園電力系統,實現能源的高效利用,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、風電開展大規模電解水制氫,光伏、風電轉化為氫能;以純氫管道輸送方式,在工業園區和加氫站引進氫能利用;氫燃料電池將用于向城市社區提供熱量,并將建設10萬多個氫社區。
除了山東省,佛山也在準備啟動燃料電池熱電聯產示范。地方政府的鼓勵措施有望加快燃料電池熱電聯產的示范,但在實現商業化之前,還需要外國經驗。
事實上,熱電聯產在世界上有著悠久的發展歷史,以美國、日本為代表的發達國家已經進入了氫燃料電池熱電聯產技術商業化應用的初期階段。
目前,國際氫燃料電池分布式能源供應與熱電聯產市場主要包括以日本松下為代表的小型家庭質子交換膜燃料電池熱電聯產系統;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電系統;歐盟在開發供國內使用的微型熱電聯產系統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,燃料電池熱電聯產將納入氫能產業總體布局,初步論證和驗證工作即將啟動。”一位長期關注氫產業的投資者表示,隨著科技部氫成萬項目的推進,國內熱電聯產有望向前推進,而參與其中的企業要有足夠的耐心,做好長期的布局,以滿足5—10年商業階段的到來。