光伏制氫,是棄電還是提高效率?技術路線有哪些?
光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊
發(fā)布日期:2021-04-09
核心提示:
光伏制氫,是棄電還是提高效率?技術路線有哪些?
在“3060”的目標要求下,清潔能源代替化石能源的大潮已全面開啟。其中,光伏產(chǎn)業(yè)以其應用靈活特性,讓整個產(chǎn)業(yè)保持著活力與發(fā)展想象。
與此同時,隨著氫能在全球的火爆,光伏制氫產(chǎn)業(yè)也迅速被點燃。當光伏遇見氫能,一個全新的新能源應用藍海出圈誕生。而“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。
光伏制氫,是棄電還是提高效率?
3月30日,國新辦舉行的中國可再生能源發(fā)展有關情況發(fā)布會上,國家能源局表示,到“十四五”末,可再生能源將從原來能源電力消費的增量補充,變?yōu)槟茉措娏οM增量的主體。隨著近年光伏裝機規(guī)模不斷擴大,僅2020年我國新增裝機規(guī)模48.2GW。在雙碳目標的指引下,光伏將進入下一個快速發(fā)展階段。中國光伏行業(yè)協(xié)會相關報告顯示,十四五“國內(nèi)年均光伏新增裝機規(guī)模達70GW-90GW。
光伏裝機量的不斷攀升,使得消納問題愈發(fā)凸顯,成為制約光伏大規(guī)模發(fā)展的瓶頸之一。
隨著我國能源綠色、低碳的轉型,氫能也迎來了快速發(fā)展。“光伏+制氫”模式,將有效解決消納問題等可再生能源的發(fā)展瓶頸。還可有效解決制氫成本高和綠色生產(chǎn)的問題。
“光伏+氫能”模式,并不是簡單地放棄電力,制造氫能,而是提高了能源利用效率、生產(chǎn)清潔能源一舉兩得的好事。
光伏制氫,還有多大發(fā)展空間?后疫情時代,綠色復蘇與重視新能源已成為全球多數(shù)國家的發(fā)展共識。 中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會副會長、氫能分會會長魏鎖表示,發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè),對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,有著重大現(xiàn)實意義。 英國石油公司BP最新發(fā)布的《世界能源展望》中指出,到2050年,氫能占終端能源消費總量比例或將增長16%,其中電解水制氫將成供氫主體,中國的電解水制氫率先采用可再生能源,據(jù)中國氫能聯(lián)盟發(fā)布的白皮書顯示,到2050年,我國可再生能源電解制氫將占氫氣供應結構的70%。
我國光伏歷經(jīng)十余年的快速發(fā)展,一毛錢一度電已經(jīng)成為現(xiàn)實。據(jù)初步計算,在光照好的地方,光伏制氫的電力成本約1毛5分錢,大幅低于現(xiàn)在制氫的電力成本,光伏制氫的競爭力也將逐漸增強,市場空間也將全面展現(xiàn)。
光伏制氫,技術路線有哪些?
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用電。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,主要有3種技術路線。
堿性電解槽制氫。該種電解槽的結構簡單,適合大規(guī)模制氫,價格較便宜,效率偏低約70%~80%,主要設備包括電源、陰陽極、橫膈膜、電解液和電解槽箱體組成,電解液通常為氫氧化鈉溶液,電解槽主要包括單極式和雙極式。
聚合物薄膜電解槽(PEM Electrolyzer)制氫。效率較堿性電解槽效率更高,主要使用了離子交換技術。電解槽主要由聚合物薄膜、陰陽兩電極組成,由于較高的質(zhì)子傳導性,聚合物薄膜電解槽工作電流可大大提高,從而提升電解效率。隨著質(zhì)子交換膜、電極貴金屬技術進步,聚合物薄膜電解槽制氫成本將會大大降低。
固體氧化物電解槽(Solid Oxide Electrolyzer)制氫??稍诟邷叵鹿ぷ鳎糠蛛娔芸捎蔁崮芴娲?,效率高、成本低,固體氧化物電解槽是三種電解槽中效率最高的設備,反應后的廢熱可與汽輪機、制冷系統(tǒng)進行聯(lián)合循環(huán)利用,提升效率,可達到90%。