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加快建成新型電力系統(tǒng)!國(guó)內(nèi)首個(gè)固態(tài)氫儲(chǔ)能加氫站在穗投產(chǎn)

金羊網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2023-03-30 11:14:47  作者:董鵬程 何靖治

  近日,南方電網(wǎng)廣東廣州供電局在廣州南沙完成小虎島電氫智慧能源站建設(shè)。該站是國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的示范工程,也是國(guó)內(nèi)首個(gè)應(yīng)用固態(tài)儲(chǔ)供氫技術(shù)的電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能型加氫站,實(shí)現(xiàn)了從電解水制氫,到固態(tài)氫儲(chǔ)存,再到加氫、燃料電池發(fā)電和余電并網(wǎng),氫和電的融合,將推動(dòng)大規(guī)模穩(wěn)定消納清潔能源,加快建成新型電力系統(tǒng)。

  固態(tài)儲(chǔ)氫,小裝置發(fā)揮大作用

  電網(wǎng)氫儲(chǔ)能是一種將綠色能源轉(zhuǎn)化成氫能儲(chǔ)存起來(lái)的技術(shù),它清潔無(wú)污染、能量密度高、儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng),被認(rèn)為是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的有力支撐,與之相關(guān)的技術(shù)已成為全球研發(fā)重點(diǎn)。

  南沙小虎島電氫智慧能源站(以下簡(jiǎn)稱“能源站”)采用的,是名為“固態(tài)儲(chǔ)氫”的技術(shù)。其原理是將氫氣與合金發(fā)生化學(xué)反應(yīng),氫原子進(jìn)入金屬的空隙中存儲(chǔ),生成了一種叫“氫化物”的固態(tài)物質(zhì),當(dāng)需要對(duì)外供氫時(shí),升高氫化物的環(huán)境溫度就可以釋放氫氣。

  “相比于高壓氣態(tài)儲(chǔ)氫和低溫液態(tài)儲(chǔ)氫,固態(tài)儲(chǔ)氫的體積儲(chǔ)氫密度高、充放氫壓力低、安全性好、可跨季節(jié)長(zhǎng)周期存儲(chǔ)。”南方電網(wǎng)廣東廣州供電局氫能源研究中心盧彥杉博士介紹道。

  能源站所采用的核心技術(shù)和裝置全部國(guó)產(chǎn)化,固態(tài)儲(chǔ)氫裝置核心單元的體積儲(chǔ)氫密度指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。不僅如此,固態(tài)儲(chǔ)氫裝置可替代傳統(tǒng)加氫站中的氫壓縮機(jī)、高壓儲(chǔ)罐和純化系統(tǒng),可使單站建設(shè)成本節(jié)約200余萬(wàn)元。

  值得一提的是,固態(tài)儲(chǔ)氫裝置的核心——儲(chǔ)氫合金,主要來(lái)自我國(guó)相對(duì)過(guò)剩的高豐度稀土元素和鈦資源,如果項(xiàng)目廣泛推廣,既可緩解稀土元素應(yīng)用不平衡的問(wèn)題,又可促進(jìn)我國(guó)鈦資源的高效利用。

  電氫轉(zhuǎn)換,一體化能源站解難題

  走進(jìn)廣州南沙小虎島上的電氫智慧能源站,似乎看到一個(gè)縮小版的煉油廠:密布的管網(wǎng),蓄水罐、儲(chǔ)氣罐,加上各種壓力表,銀灰色的主色調(diào)呈現(xiàn)了一種簡(jiǎn)約、整潔的工業(yè)之美。

  這是一套從電解水制氫,到固態(tài)氫儲(chǔ)存,再到加氫、燃料電池發(fā)電,余電并網(wǎng)的一整套系統(tǒng)。“氫氣在電網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景在這里幾乎齊活了。”南方電網(wǎng)廣東廣州供電局氫能源研究中心潘軍告訴記者。

  在能源站現(xiàn)場(chǎng),羊城晚報(bào)全媒體記者看到了靜靜矗立著的七個(gè)銀白色長(zhǎng)方體,它們就是固態(tài)儲(chǔ)氫裝置。這套裝置無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件,在吸放氫處理過(guò)程中幾乎聽(tīng)不見(jiàn)任何聲響。

  能源站利用光伏發(fā)電,驅(qū)動(dòng)電解水裝置制取“綠氫”,采用固態(tài)儲(chǔ)氫裝置儲(chǔ)氫,再通過(guò)升高固態(tài)儲(chǔ)氫裝置溫度釋放氫氣。氫氣既可供燃料電池發(fā)電,支撐電網(wǎng)調(diào)峰,解決電力系統(tǒng)靈活性調(diào)節(jié)資源不足的問(wèn)題;又可為燃料電池車加氫,解決傳統(tǒng)加氫站機(jī)械壓縮氫氣容易泄漏、儲(chǔ)氫壓力高帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。

  能源站內(nèi)另配置了卸氣柱,可卸載外部氫氣管束車中的氫氣,利用站內(nèi)的儲(chǔ)氫裝置和發(fā)電裝置實(shí)現(xiàn)“氫-電”轉(zhuǎn)換,既可參與電網(wǎng)調(diào)峰,又可應(yīng)急供電,充分發(fā)揮了氫能作為能源載體的作用。

  南方電網(wǎng)廣東廣州供電局氫能源研究中心雷金勇博士介紹道:“能源站通過(guò)氫能的制取、存儲(chǔ)、發(fā)電、加氫一體化,實(shí)現(xiàn)‘綠電’與‘綠氫’之間的靈活轉(zhuǎn)換,很好地解決了新能源發(fā)電的隨機(jī)性、季節(jié)性波動(dòng)強(qiáng)的難題。”

  電氫融合,為新型能源體系建設(shè)又添一瓦

  2022年,國(guó)家發(fā)布了《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035年)》,明確了氫能的能源屬性,其中提出:“開(kāi)展氫儲(chǔ)能在可再生能源消納、電網(wǎng)調(diào)峰等應(yīng)用場(chǎng)景的示范,探索培育‘風(fēng)光發(fā)電+氫儲(chǔ)能’一體化應(yīng)用新模式。”南方電網(wǎng)廣東廣州供電局在電網(wǎng)企業(yè)中率先成立了氫能源研究中心,將電氫融合作為支撐構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的一個(gè)重要突破口,開(kāi)展了一系列技術(shù)攻關(guān)、平臺(tái)建設(shè)、示范驗(yàn)證等工作,推動(dòng)氫能在電力領(lǐng)域的應(yīng)用。廣州南沙小虎島電氫智慧能源站,正是南方電網(wǎng)服務(wù)國(guó)家重大戰(zhàn)略、推進(jìn)能源綠色低碳轉(zhuǎn)型、促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的創(chuàng)新探索實(shí)踐。

  中國(guó)工程院院士、天津大學(xué)國(guó)家儲(chǔ)能平臺(tái)主任王成山教授告訴記者:“未來(lái),氫能在終端能源體系中占比將會(huì)持續(xù)擴(kuò)大,綠氫的比重也將持續(xù)提升。應(yīng)該說(shuō)電氫融合是支撐電力系統(tǒng)向高級(jí)形態(tài)演化的重大變革性技術(shù)之一。”目前,該項(xiàng)目已經(jīng)列入《廣州市能源發(fā)展“十四五”規(guī)劃》,是在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)展集成應(yīng)用于交通和電網(wǎng)的氫能全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)痉?,有力推?dòng)我國(guó)氫能新技術(shù)應(yīng)用和新模式落地,促進(jìn)氫能與電能互補(bǔ)融合。

  據(jù)國(guó)際氫能源委員會(huì)報(bào)告預(yù)測(cè),2050年氫在終端能源體系占比將達(dá)到18%,產(chǎn)值達(dá)2.5萬(wàn)億美元;中國(guó)工程院也有研究報(bào)告預(yù)測(cè),保守估計(jì)到2050年氫在我國(guó)終端能源占比約10%,帶動(dòng)形成十萬(wàn)億級(jí)的新興產(chǎn)業(yè)。

  來(lái)源:金羊網(wǎng) 作者:董鵬程 何靖治


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