据中国工程院最新预测,2060年我国氢气需求将超过1.3亿吨,氢能在终端能源消费中的比重将达到20%,其中“绿色氢”的比重将超过80%。
“氢电一体化将为加速‘绿色氢’的开发利用提供有效途径,有助于实现二氧化碳排放峰值碳中和的目标。”雷金勇说。◎本报记者叶青
3月25日,国家重点R&D计划固态储氢发展项目在广东广州和云南昆明率先实现并网发电。这是我国首次从光伏发电中制取固体氢能并成功应用于电力系统,对推动可再生能源大规模制氢、加快新型电力系统建设具有里程碑意义。
“固态储氢解决了‘绿电’和‘绿氢’的灵活转换问题。这一重大革命性技术有望成为未来电力系统向高级形态演进的重要驱动力。”中国工程院院士王成山说。
氢能储存也可以在室温下实现。
走进固体储氢发展项目成果之一的广州南沙小虎岛电动氢智慧能源站,7个储存氢气的长方体金属块映入眼帘。这是刚刚投入运行的固体储氢装置。
\”该装置内装有储氢合金,在一定条件下可以吸放氢.\”南方电网广东广州供电局氢能研究中心卢燕珊博士说:“其原理是通过氢与新合金材料的化学反应,将氢原子‘吸引’到金属空 gap中,从而实现储存目的。如果合金的环境温度升高,其中的氢就会释放出来,通过燃料电池转化为电能。”
气态氢储存有高气压、易燃、爆炸的风险,而液态氢储存要求温度在-250℃以下,极其昂贵。与高压气态储氢和低温液态储氢相比,固态储氢具有更高的体积储氢密度、更低的充放氢压力和更好的安全性,可以跨季节长期储存。固态储氢的研制项目成功破解了室温下以固态形式储存氢气的技术瓶颈。
“固态储氢装置就像一个大容量充电宝,可以将光伏、风电等不稳定的可再生能源转化为氢气并高密度储存,既解决了风光发电波动性问题,又改变了过度依赖煤炭、石油等化石能源制氢的现状。”南方电网广东广州供电局氢能研究中心总经理雷金勇介绍。
此外,固态储氢装置可以直接为新能源汽车加氢。目前,该应用场景已落地广州,实现了能源网和交通网的“双网”融合。
储氢密度指标达到国内领先水平。
电网氢能储存是将绿色能源转化为氢能的技术,清洁无污染,能量密度高,储存时间长。它被认为是构建新型电力系统的有力支撑,相关技术已成为全球研发的重点。
由于电网应用场景对重量不敏感,固态储氢与电网大规模、长期安全储存的需求具有很高的一致性。因此,南方电网广东广州供电局在国内率先开展了车用加氢与网侧储氢一体化系统高安全性固态储氢供氢装置的示范验证。
固态储氢发展项目的研发汇集了国内相关科研机构和高校。经过三年多的研发和示范工程建设,南沙小虎岛电动氢智慧能源站于3月25日投入运营,在国内首次实现固态氢发电并网,同时具备燃料电池汽车加氢能力,建成国内首个基于固态氢储供技术的网侧储能加氢站。
智慧能源站使用的核心技术和器件全部国产化,固体储氢装置核心单元的体积储氢密度指标达到国内领先水平。而且固体储氢装置可以替代传统加氢站中的氢气压缩机、高压储罐和净化系统,单站建设成本可节约200多万元。
固态储氢装置的核心——储氢合金的主要原料来自我国相对过剩的高丰度稀土元素和钛资源。如果该项目得到广泛推广,不仅可以缓解稀土元素应用的不平衡,还可以促进我国钛资源的高效利用。
将逐步应用于氢能供应链。
随着氢气应用规模的不断扩大,固态储氢技术在安全性、运输效率和储存密度等方面的优势将逐步在氢能供应链中得到应用。2022年《国家氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》【天辰娱乐app下载】明确了氢能的能源属性,提出“开展氢能储能在可再生能源消费、电网调峰中的应用场景示范,探索培育‘风力发电+氢能储能’一体化应用新模式”。
广东广州、云南昆明固态储氢发展项目并网发电,是南方电网服务国家重大战略,构建新型电力体系,推动能源绿色低碳转型,推动氢能产业高质量发展的创新探索和实践。
目前,广州南沙小虎岛电动氢能智慧能源站已列入广州能源发展“十四五”规划,将在全国率先开展氢能产业链集成应用于交通、电网的示范,推动我国氢能新技术、新模式的应用,促进氢能与电能的互补融合。据了解,目前站内储存的90公斤氢气可连续稳定输出12小时,在用电高峰时发电供电1200度。
\”在未来,固态储氢将会得到更广泛的应用.\”郑新认为,基于氢燃料的应急[天辰成员]发电装置未来可能取代传统的柴油应急发电车。