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氢储能系统的关键技术主要包含哪些方面呢?

 发布时间:2022-03-01    点击量:272
  划重点氢储能系统关键技术介绍,在可再生能源高占比的电力系统中,弃风弃光问题随着风电、光伏装机总容量的不断增加而日益突出。由于风电、光伏出力的预测准确程度有限,其出力随机性会对电网造成一定冲击。
 
  氢储能系统可利用新能源出力富余的电能进行制氢,储存起来或供下游产业使用;当电力系统负荷增大时,储存起来的氢能可利用燃料电池进行发电回馈电网,且此过程清洁高效、生产灵活。
 
  当前氢储能系统的关键技术主要包含制氢、储运氢和燃料电池技术3个方面:
 
  1、制氢
 
  利用可再生能源发电制氢是氢能制备的重要途径,制氢成本约为1.1~2.2元/m3,对比煤制氢0.69~1.18元/m3和天然气制氢0.8~1.7元/m3,优势并不明显,但因其为“绿氢”,综合价值较高。
 
  目前电解水制氢主要分为碱水电解、固体氧化物电解和PEM(ProtonExchangeMembrane,简称PEM)纯水电解技术3种。
 
  其中,碱水电解制氢发展成熟、商业化程度高、成本较低,是可再生能源制氢项目的方式。河北沽源风电制氢项目(200MW风电、10MW制氢)的建成、吉林舍力风光制氢储能示范项目(50MW风电、1MW制氢和1MW/(MW·h)储能)的核准批复均对提高可再生能源消纳、促进氢储能系统发展起到促进作用。未来随着可再生能源规模化装机及电解水能源转换效率的提高,“绿氢”制造成本会呈现持续下降趋势。
 
  2、储运氢
 
  储运氢技术作为氢气从生产到利用过程中的桥梁,至关重要。可通过氢化物的生成与分解储氢,或者基于物理吸附过程储氢。
 
  氢能源具有质量能量密度大但体积能量密度小的特点,制约其储运技术发展的关键在于兼顾安全、经济的前提下,提高氢气的能量密度。
 
  综合当前行业情况分析,高压气态储氢技术成熟、成本较低、应用最多,但并非最佳方案。有机液态储氢凭借其安全性、便利性及高密度的特点,具有较大发展潜力,是当前研究的重要方向。此外,基于我国现有的天然气管道进行氢气的传输是否可行,也是值得探讨的课题。
 
  3、燃料电池
 
  燃料电池通过电化学反应将氢气的化学能直接转化为电能,清洁无污染,能量转化效率高,是氢能源的最佳利用方式,在全球范围内具有广阔的应用前景。
 
  燃料电池类型主要包括碱性电解质、质子交换膜、磷酸、熔融碳酸盐和固体氧化物燃料电池,区别在于电解质和工作环境温度不同,适合的应用场景也有差异。
 
  各类型燃料电池相比较,质子交换膜燃料电池发电效率为 40%~50%,启动快,比功率高,结构简单,处于商业化前沿,在可再生能源领域的氢储能系统中应用较多。
 
  固体氧化物燃料电池发电效率为55%~65%,余热利用价值高,热电联供效率高,但运行温度高,启动速度较慢,适用于热电联供模式。
 
  近年来我国氢能燃料电池技术整体上取得了长足发展,但存在主要部件依赖进口、电堆和系统可靠性需提高、标准体系需健全完善等问题,仍是制约氢储能系统发展的关键因素。
 
  以上内容便是本次为大家分享关于氢储能系统的相关信息,希望大家在看完之后能够对该产品有更多的了解。
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