2023燃料电池热电联供“勃发”-中国储能网
2024 01/21 14:18:51
来源:高工氢电

2023燃料电池热电联供“勃发”

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作者:杨炜林

  中国储能网讯:2023年,燃料电池热电联供发展势头迅猛。多家燃料池企业推出燃料电池热电联供产品的同时,也积极推动燃料电池热电联供项目示范应用;国内多个地区政府在发布的氢能政策中也频频点名热电联供,鼓励企业因地制宜在社区、园区、矿区等区域内布局氢燃料电池分布式热电联供设施。

 企业推动示范项目落地

  燃料电池热电联供能够同时向用户供给电能和热能,是一种极具潜力、低碳高效的联合生产方式。2023年,国内燃料电池热电联供系统市场持续发展,多家企业针对热电联供应用场景,推出了相关技术产品,其中部分产品情况如下:

  11月21日,鲲华科技的鲲鸿·EM正式发布,该产品额定功率为1MW,交流净发电效率不低于50%,热电联供综合效率不低于90%;7月24日,铧德氢能与京能科技联合开发的100kW热电联供系统CarNeu-100完成调试,成功实现满负荷运行,综合效率可达90%;7月17日,中石化(大连)石化院自主研发的10kW SOFC分布式热电联供示范装置在中石化西北油田雅克拉采气厂巴什托集油站首次运行成功,实现热电综合效率≥80%。

  2月18日,潍柴发布全球首款大功率金属支撑固体氧化物燃料电池SOFC商业化产品,系统功率达120千瓦,应用热电联产效率高达92.55%;2月1日,由华清能源研发生产的国内首套商业化、全自主知识产权25kW SOFC热电联供系统产品成功下线。

  示范项目方面,燃料电池热电联供具有巨大的经济潜力,目前企业推进的燃料电池热电联供项目已经开始探索家庭、社区、工业园区等更多应用场景。

  11月消息,由西安新港分布式能源公司自主研发的氢能热电联产综合能源供能系统今冬将接入西安市政集中供热系统,向辖区20000余户居民家中集中供暖,这是陕西省启用的首个氢能热电联产综合能源供暖系统;10月24日,由东方氢能承建的丽江市束河古镇燃料电池热电联供科研项目成功并网发电,项目综合能源利用率超过85%,在用电高峰时可24小时持续稳定输出电力。

  9月26日,由清能股份旗下豫氢动力承接的2MW燃料电池热电联供项目已正式下线,发往焦作煤业(集团)开元化工有限责任公司安装运营,该项目是国内氯碱工业首个将副产氢气作为能源通过氢燃料电池实现综合利用的尝试,项目可以为厂区解决2MW的供电,约7GJ/h的余热可供回收。

  9月,陕西首个模块化集装箱式光伏PEM制氢-储氢-氢燃料电池热电联供一体化氢能综合利用项目正式投入运行;8月,国氢科技与济南起步区管委会签订“氢进万家”科技示范工程合作框架协议,双方将合力打造氢热电联供示范应用标杆;8月31日,鹏飞氢燃料电池热电联供装备制造园正式开工。

  5月22日,斗山M400燃料电池105兆瓦项目启动仪式在丹灶镇举行,该项目将建设首期105兆瓦燃料电池热电联供装备生产线;2月24日,松下冷热电三联供氢能示范项目启用仪式在江苏无锡市举行,项目建设1座40KW氢能冷热电综合利用能源供应系统;1月,众宇动力首套固定式热电联产系统在宁波慈溪滨海经济开发区交付运营,助力国家电网宁波慈溪氢电耦合直流微网工程项目示范运营。

  从上述示范项目可以看出,根据项目要求的不同,所用的“燃料”分为绿氢、化工副产氢等,采用的燃料电池类型主要以质子交换膜燃料电池(PEMFC)、固体氧化物燃料电池(SOFC)为主。这些示范项目不仅积累了实际操作的经验数据,同时也突显了燃料电池热电联供系统在多个领域的应用实力。

  热电联供的未来发展

  除了交通领域和工业领域,建筑领域也是氢能应用的重要发展领域之一,建筑能耗长期依赖于煤、天然气等化石常规能源,可再生能源在建筑能耗中占比很小,急需能源替代和产业升级。

  燃料电池热电联供是解决建筑脱碳问题的最佳选择之一,燃料电池热电联供具有效率高、噪音低、体积小、排放低等优势,可以带来节约能源、提高供热质量、增加电力供应等综合效益。

  在政策层面,据不完全统计,2023年,广东、浙江、广西、新疆、江西、青海、甘肃、北京、西安、杭州、烟台、湖州、克拉玛依、定州、包头、东营、滨州、盘州等众多省市及自治区在发布的氢能政策中均提到了燃料电池热电联供的相关内容,并积极推进氢燃料电池热电联供项目的发展。

  比如在11月,北京市发展改革委、市规划自然资源委等十部门研究制定了《关于全面推进新能源供热高质量发展的实施意见》,其中提到:鼓励氢能热电联供、新型储热等技术在产业园区供热基础设施的先行先试;10月30日,《广东省加快氢能产业创新发展的意见》正式印发,文件提到要因地制宜布局燃料电池分布式热电联供设施。

  值得注意的是,现阶段燃料电池热电联供还处于发展的培育期,由于燃料电池成本高、氢价高等问题,其经济性仍有待提升。

  “若在2025年国内燃料电池热电联供能够达到200MW以上,成本有望下降一半,再配合碳税等措施,燃料电池热电联供才能开始真正走向市场。” 一位业内人士分析认为,目前氢燃料电池热电联供还不太具备大规模推广的可能性。

  同时,燃料电池热电联供也面临着其他挑战如:燃料电池热电联供涉及学科门类众多,热电联供电堆设计不能照搬车用电堆的经验,从电力、热管理到零部件要求等都需要重新设计,国内相关技术还有待发展;现有的氢能政策主要集中在车用端,对于燃料电池热电联供的政策仍较粗略,缺乏对产业落地的细致指导和资金支持等。

  总的来看,燃料电池热电联供能够在多个应用领域实现节能和碳减排,当前在政策支持和企业示范带动下,燃料电池热电联供项目的应用会越来越多,发展面临的瓶颈也会得到解决,在未来零碳社会中得到广泛应用。

【责任编辑:欧阳勇】