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衣宝廉:迎接电解水制氢储能高潮
衣宝廉| 氢能 文章来源自:新华网
2020-07-28 11:51:10 阅读:1479
摘要中国工程院院士,中科院大连化物所研究员衣宝廉在视频连线中做了以“迎接电解水制氢储能高潮”为主题的报告。

近日,氢能发展战略研讨会在中国石化集团公司(下称“中国石化”)举办。中国工程院院士,中科院大连化物所研究员衣宝廉在视频连线中做了以“迎接电解水制氢储能高潮”为主题的报告。  

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在能源转型中,氢能的利用可以实现大规模、高效可再生能源的消纳;在不同行业和地区间进行能量再分配;充当能源缓冲载体提高能源系统韧性;降低交通运输过程中的碳排放;降低工业用能领域的碳排放;代替焦炭用于冶金工业降低碳排放,降低建筑采暖的碳排放。  

衣宝廉介绍,氢的制备技术路线方面,目前主要是要用绿氢,即电解水制氢和副产氢。可再生能源电解水制氢可以解决可再生能源的波动性,特别是季节性的波动性,解决弃水、弃光、弃风的问题。可以替代石油用于汽车,可以替代天然气用于燃气轮机发电,也可以替代焦炭用于冶金工业。  

我国工业副产氢大概有近千万吨,每吨液氨弛放气约为150-250标方,氢含量60%左右,每吨甲醇弛放气量约780标方,氢气含量70%左右,每吨氯碱弛放气副产氢200-300方。  

中国氢能源及燃料电池产业创新战略联盟(简称中国氢能联盟)在2018年正式成立。中国氢能联盟发布的白皮书预计:到2050年,氢能在中国能源体系中占比约为10%,氢气需求量接近6000万吨,年经济产值将达到12万亿元,全国的加氢站达到一万座以上,交通运输、工业领域将实现氢能的普及应用,燃料电池车达到520万辆/年,固定式发电装置每年2万台套,燃料电池系统产能550台套/年。6000万吨氢利用,可减排约7亿吨二氧化碳。  

衣宝廉介绍,目前有三类电解水制氢技术,比较成功的是碱水电解,以及质量交换膜的纯水电解,高温蒸汽电解正在研发。  

固体氧化物水电解电耗最低,PEM纯水电解制氢正在进行兆瓦级工业性实验,可再生能源的功率变化适应性比较强,所以是现在各国未来的一个主力,目前的主力是电解水与碱水电解,但是对可再生能源变化的适应性比较低。  

碱性水电解工业比较成熟,我国有三家电解槽供应商,在武汉和苏州还有天津;固体氧化物水电解正在研发,主要的特点是效率比较高,但是目前还处在起步阶段;质子交换膜电解水制氢,是中科院大连化物所和燃料电池所一起研究的主攻方向,其电解反应和碱水电解基本上相同。  

PEM纯水电解制氢,内阻比较小,产生的气体比较纯,可以达到99.999%,SPE电解水对输入功率变化响应比较快,适用于智能电网,可在更宽的部分负荷范围工作,安全性比较高;腐蚀性比较低,性能比较稳定,现在已经有5万小时的运行数据,寿命可以达到8-10年,但仍存在不少难点。  

如何解决氢长距离输送?衣宝廉提出,我国东北、西北和西南可再生能源比较丰富,东北和西北风能、太阳能比较丰富,西南水能非常丰富,所可以利用西南、西北、东北丰富的水电与风电、太阳能来电解水制氢,把氢输送天然气管网,利用天然气管网把氢和天然气一起运到全国各地。在用氢的地方,可以用天然气重整来做氢,把氢进行净化以后再用。用天然气做氢,好处是二氧化碳不用分类、储存和掩埋,这样做出来每公斤氢成本,预计小于40元钱,可以和燃油进行竞争。他建议国家尽快攻克用天然气管网输送氢气的问题。  

(来源:新华网)


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