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加快氢能源规模利用 储运成主要难点

2022-09-21 15:13:01  来源: 智能制造网

      能源关乎经济社会发展大局,加速推进能源清洁化是达成“双碳”目标的重要手段。在众多清洁能源中,氢能高热值、低污染、来源广等优势十分突出。凭借众多优势,氢能在诸多领域有着广泛应用。
 
  氢能作为一种清洁能源,可以促进电力行业的绿色化转型。目前,氢能发电站也在全国范围内陆续建设中。
                       
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  安徽六安兆瓦级氢能综合利用示范站采用的氢燃料电池发电工艺。不同于其他新能源的发电方式,安徽六安兆瓦级氢能综合利用示范站的发电方式是将化学能直接转化为电能,有效降低能量损耗。在电网低负荷的时候,它可以吸收多余的电进行电解水,生产氢气和氧气,储存起来,以备高峰时用于发电。
 
  与其他发电站相比,氢能发电噪音小、效率高、启动快、成本低。
 
  从发电方式上来看,氢能发电可分为两种:分布式发电、冷热电联供。利用燃料电池进行分布式发电能削峰填谷,促进区域电网平稳运行;冷热电联供则打通了制氢、氢气发电、供热制冷等环节,进一步拓宽了氢能示范应用领域,开辟了可再生能源制氢及氢能综合利用的新路径。
 
  氢燃料电池客车是氢能的应用场景之一,通过采用氢燃料电池,客车的续航能力得到了大幅提升。武汉氢阳能源公司与扬子江汽车公司合作推出第二代氢燃料电池客车“氢扬号”,优化了有机液态储氢与燃料电池耦合,续航里程提高到400公里;宇通已完成了三代燃料电池客车开发,加氢时间8-10分钟,续驶里程超过500公里;丹东黄海客车8.5米氢燃料电池客车续航达到了700km以上。
 
  目前,储能领域以抽水蓄能系统为主导,但电化学储能、氢能储能、飞轮储能等储能技术也在不断进步。风电与光伏除了季节上的波动之外,空间分布也很不均匀,长距离的运输不可避免,而氢能的能量密度大,能够长时间储能,多元化应用,在一定程度上弥补了电化学储能的不足。
 
  氢储能面临的阻碍主要有制氢和储运两方面。目前,氢的主要来源仍然是化石能源,采用这种方式制取的氢被称为“灰氢”。目前法规允许的外供加氢站价格主流区间为60-80元/kg,部分地区最低也要40元/kg左右,补贴平均在10-12元/kg。以重卡为例,现在百公里能耗成本要400元,同类型的柴油车为180-200元。由此可见,即便是灰氢,使用成本仍相对较高。
 
  储运方面,目前主要通过长管拖车、管道输送和液氢槽车三种方式运输。长管拖车是国内加氢站氢气运输的主要方式,将氢气由产地运往加氢站,通过站内的压缩系统、冷却系统、加注系统等实现对车辆的加注;管道输送方式以高压气态或液态氢的管道输送为主,通过管道“掺氢”和“氢油同运”技术实现长距离、大规模的输氢;液氢槽车主要用于液态氢运输,增加了氢气液化深冷过程,液槽罐车的容量大约为65m³,每次可净运输约4000kg氢气,但对设备、工艺、能源的要求更高,在国内应用较少。
 
  从技术、安全、成本三个方面来看,高压气态储运氢气是当下较好的选择。氢气的储运关乎氢能的大规模应用,技术的快速进步或许会带来效率更高、成本更低的储运方式。


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