光伏制氫技術全解

2022-09-13 10:21  來源:能源科技洞察  瀏覽:  

光伏電解水制氫是將太陽能發(fā)電和電解水制氫組合成系統(tǒng)的技術,并且有著40年的發(fā)展歷史,被看作是最有前景的制氫方法之一。

光伏發(fā)電制氫主要利用光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)直流電直接供應制氫站制氫。光伏直流發(fā)電系統(tǒng)相比傳統(tǒng)電站減少了逆變和升壓的過程,主要設備設施包括光伏組件、匯流箱、支架、基礎、接地裝置等,光伏組件可根據(jù)制氫站輸入電壓和電流要求進行串、并連配置,從而提高系統(tǒng)效率。

電解水制氫目前技術成熟、設備簡單,運行和管理較為方便,制取氫氣純度較高,無污染。

然而,高昂的耗電成本是大多數(shù)企業(yè)刻意回避水電解制氫的重要原因,但是隨著大規(guī)模光伏技術的不斷進步,以及逐漸低廉的電價,現(xiàn)如今多數(shù)地區(qū)維持在0.29元/千瓦時左右。

并且,根據(jù)網(wǎng)絡上的不完全統(tǒng)計顯示,截至目前,全國處于籌備或建設中的“綠氫”項目已達30個。其中,超過20個項目選擇“光伏+氫”這一技術路線。

隨著一批批項目的落地,光伏裝機規(guī)模的持續(xù)擴張以及發(fā)電成本的進一步下降,預計未來光伏制氫將進一步下降,進入發(fā)展正循環(huán)。

據(jù)萬聯(lián)證券預測,到2025年,光伏系統(tǒng)度電成本將下降至0.22元/千瓦時,在光資源充沛的區(qū)域,光伏制氫電力成本有望達到0.15元/千瓦時,帶動制氫成本持續(xù)降低,擴大產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間。

并且目前,部分企業(yè)已經(jīng)宣布可以實現(xiàn)全離網(wǎng)光伏制氫,實現(xiàn)燃料電池用氫氣發(fā)電并網(wǎng)、光、儲、網(wǎng)多模式混合制氫系統(tǒng),綜合能量管理策略實現(xiàn),提升制氫設備利用率、堿性電解槽低功率運行數(shù)據(jù)收集,探究弱功率下,堿液電解槽的適配性能、智能監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)光伏制氫系統(tǒng)無人值守等。

相信不久光伏制氫的用電成本就會被限制在用戶可接受的范圍內(nèi),使光伏制氫成本低于傳統(tǒng)天然氣/煤制氫。而大規(guī)模的光伏制氫必將成為了商用制氫的首選。

“綠色氫氣”作為實現(xiàn)氣候目標的新興領域,正成為行業(yè)焦點。國際能源署(IEA)署長法提赫?比羅爾表示,當前全球原油經(jīng)濟大幅震蕩,“綠色氫氣”正在迎來“屬于它的時代”。

作為新興產(chǎn)業(yè),理應獲得各國政府的更多支持。和傳統(tǒng)的制氫方式相比,“綠色氫氣”有幾個突出優(yōu)點——

首先,生產(chǎn)的原材料是“綠色的”,無論是水,還是其他用來發(fā)電的可再生能源,整體對環(huán)境友好,并且電解水制氫只會生成氫氣和氧氣,不會產(chǎn)生碳氧化合物對環(huán)境造成污染;

其次,“綠色氫氣”可以解決可再生能源發(fā)電過剩、發(fā)電間歇性,從而無法滿足電網(wǎng)應用需求的困境。

最后,制氫用的原料水是現(xiàn)實生活中最容易獲取的資源之一,因此不需要考慮原料的用量問題。

業(yè)內(nèi)人士普遍認為,氫氣作為重要的工業(yè)原料以及清潔燃料,在未來幾十年里將形成競爭的格局。

事實上,國際上不少國家已開始對綠色氫氣的探索。截止目前,日本、英國、澳大利亞等國家陸續(xù)公布了氫能戰(zhàn)略。

而歐盟擬定的“綠色協(xié)議”中已將“清潔氫氣”制定為“優(yōu)先發(fā)展領域”,這一定義包括了天然氣制氫以及可再生能源制氫。

光伏發(fā)電作為國家鼓勵發(fā)展的綠色清潔能源,近年裝機規(guī)模不斷增大,但光伏發(fā)電具有隨機性、波動性、階段性供電等問題,增加了電網(wǎng)調(diào)度的難度。

隨著光伏裝機規(guī)模的不斷擴大,光伏發(fā)電將面臨增加儲能的問題,而儲能問題正是所有能源問題中最重要的部分之一。

利用清潔能源電力電解技術得到氫氣,將氫氣存儲于高效儲氫裝置中,再利用燃料電池技術,將存儲的能量回饋到電網(wǎng),或者將存儲的高純度氫氣送入氫產(chǎn)業(yè)鏈直接利用。

儲能技術讓人們的生活得到了更多的保障。當電力系統(tǒng)出現(xiàn)問題時,人們可以利用這些儲存起來的氫保障正常的生活秩序。

南通安思卓新能源有限公司發(fā)布了最新開發(fā)的全球最大的集裝箱式超大容量單槽制氫技術,新設備不僅采用了國際上成本最低的可再生能源光伏制氫技術,而且全套裝置僅采用三個集裝箱,占地面積遠小于國際同行,充分體現(xiàn)了產(chǎn)品在高性能材料和系統(tǒng)集成設計上的優(yōu)勢,克服了采用傳統(tǒng)方法不可持續(xù)性和不可規(guī)?;钠款i。

并且設備出廠時已完成幾乎全部組裝和測試,不需要2-3個月的長時間安裝,僅需2周即可完成安裝。全自動化設備,實現(xiàn)24x7無人值守。而且可適用于苛刻環(huán)境,可在最低-40°C環(huán)境中運行,無需搭建A級防火廠房,可直接部署。

氫能源在中國還處于萌芽階段,但是在海外市場,已占據(jù)了非常重要的商業(yè)布局。

全球已有約70個在建中的綠氫項目,其中GW級項目22個,主要分布在歐洲(11個)和澳大利亞(7個),中東和南美也有巨大潛力。

從綠氫產(chǎn)能來看,全球規(guī)劃中的GW級綠氫項目產(chǎn)能合計144.1GW,其中歐洲和澳大利亞占了接近93%,處于領先。

按照之前歐盟提出的2024年電解槽規(guī)模達6GW、2030年達40GW的目標來看,現(xiàn)有規(guī)劃中的綠氫項目如能順利投產(chǎn)則將大幅超額達標。

其中,德國將有望成為最大的氫氣消費國之一。德國目前的戰(zhàn)略草案是計劃到2030年,清潔氫占德國工業(yè)用氫總量達20%,德國未來將擁有安裝5GW電解槽的能力。

到2026年,德國相關領域投資將超過14億歐元。德國工業(yè)聯(lián)合會(BDI)稱,發(fā)展氫能經(jīng)濟將是德國工業(yè)重中之重。該國除了在歐洲各國布局以外,也積極規(guī)劃從中東、北非和澳大利亞等地區(qū)調(diào)用外部氫源,以滿足未來氫氣需求。

太陽能制氫,實現(xiàn)了可再生能源生產(chǎn)清潔能源,并可以有效地消納光伏發(fā)電,實現(xiàn)兩種重要新能源之間的有效結合應用。

隨著光伏發(fā)電和電解水制氫技術的不斷發(fā)展,成本的逐漸降低,太陽能制氫將能逐漸滿足商業(yè)化的要求,多數(shù)專家認為太陽能制氫或會成為我國能源安全和能源結構調(diào)整的又一生力軍。

在歐盟宣布碳中和計劃之前,已有30多個國家宣布碳中和目標,包括墨西哥、馬爾代夫等,此后中國、日本、韓國接連提出碳中和目標。全球重要的經(jīng)濟體,也就是占全球GDP75%、占全球碳排放量65%的國家開始碳中和。

中國承諾在2030年前,二氧化碳的排放將不再增長,達到峰值之后會逐漸減下去;而到2060年,針對排放的二氧化碳,中國會采取植樹、節(jié)能減排等各種方式全部抵消掉,因此發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)是一項關乎國家完成碳中和的大事。

我國可再生能源資源充足,也有大量的副產(chǎn)氫資源,相關市場規(guī)模宏大,氫能產(chǎn)業(yè)有著廣闊發(fā)展空間。

因此,發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè),不僅可促使我國減少油氣對外依賴,提高能源安全水平,減少大氣污染排放,改善生態(tài)環(huán)境,建設清潔時代美好家園,還能帶動能源科技創(chuàng)新、能源結構調(diào)整、能源體系變革和可再生資源高效開發(fā)利用,對我國能源體系的高質(zhì)量發(fā)展、高能耗產(chǎn)業(yè)清潔轉(zhuǎn)型、高端裝備制造以及汽車等產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展,都具有重大戰(zhàn)略意義。

免責聲明:本網(wǎng)轉(zhuǎn)載自合作媒體、機構或其他網(wǎng)站的信息,登載此文出于傳遞更多信息之目的,并不意味著贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性。本網(wǎng)所有信息僅供參考,不做交易和服務的根據(jù)。本網(wǎng)內(nèi)容如有侵權或其它問題請及時告之,本網(wǎng)將及時修改或刪除。凡以任何方式登錄本網(wǎng)站或直接、間接使用本網(wǎng)站資料者,視為自愿接受本網(wǎng)站聲明的約束。
相關推薦
歐盟成員國在“低碳”氫轉(zhuǎn)型問題上陷入僵局

歐盟成員國在“低碳”氫轉(zhuǎn)型問題上陷入僵局

歐盟(EU)為在本世紀中葉實現(xiàn)碳中和而推廣可再生能源的努力,因圍繞氫在轉(zhuǎn)型過程中所扮演角色的爭論而陷入僵局
澳大利亞和荷蘭簽署里程碑式的可再生氫協(xié)議

澳大利亞和荷蘭簽署里程碑式的可再生氫協(xié)議

在一項具有里程碑意義的協(xié)議中,澳大利亞和荷蘭簽署了一份諒解備忘錄(MoU),以支持從澳大利亞到歐洲的可再生氫供應鏈的發(fā)展
博雷爾:歐盟為綠色議程尋求非洲的稀土資源

博雷爾:歐盟為綠色議程尋求非洲的稀土資源

歐盟最高外交官于周五抵達南非首都比勒陀利亞,參加EU-南非部長級對話的第15次會議。他此行的幾天前,俄羅斯外交部長謝爾蓋·拉夫羅夫結束了為期六天的非洲之行
甘肅2025年氫能產(chǎn)值將達百億!風光發(fā)電+氫儲能為主!

甘肅2025年氫能產(chǎn)值將達百億!風光發(fā)電+氫儲能為主!

2023年1月3日,甘肅省人民政府辦公廳發(fā)布關于氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見,提出到2025年,氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新能力顯著提高,基礎設施加快建設,實現(xiàn)多元化應用場景示范,初步形成有規(guī)模有效益的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局,建成可再生能源制氫能力達到20萬噸/年左右的制氫、儲氫基地,建成一批氫氣充裝站及加氫站,開展短距離氣態(tài)配送體系、長距離液氫輸送和管道輸氫綜合互補的輸氫網(wǎng)絡體系建設。
全球能源危機加速氫能發(fā)展

全球能源危機加速氫能發(fā)展

近年來,氫能已被視為實現(xiàn)凈零排放目標的重要能源選擇。電解水制氫和裝備了CCUS的化石燃料制氫項目都獲得巨大的投資支持。全球能源危機則進一步放大了氫能發(fā)展勢頭。
11-20

推薦閱讀

熱文

Copyright © 能源界