近日,我国首套自主研发的百千瓦级电氢双向转换装置在广州投运。该装置可实现绿电和绿氢的分钟级转换,为可再生能源制氢、绿氢高效发电提供装备支撑。这是继建成广州南沙小虎岛电氢智慧能源站后,南方电网公司围绕电氢协同,加快发展新质生产力的又一实践成果,为新能源高质量发展按下“加速键”。
在广州南沙小虎岛电氢智慧能源站内,纵横交错的“钢管森林”旁矗立着3个银灰色集装箱,以及1个小型储氢罐,这就是电氢双向转换装置。其基于可逆固体氧化物电池技术,在国内率先通过一套装置完成制氢和发电。
目前,该装置的制氢功率已达100千瓦,相比传统电解制氢技术,电解效率提升约30%,年发电量可达到28万千瓦时。广东电网公司广州供电局氢能源研究中心相关负责人介绍,该装置实现了从材料到系统的全面国产化,标志着我国可逆固体氧化物电池技术从实验室走向了示范应用。
什么是可逆固体氧化物电池技术?广州供电局氢能源研究中心技术总监区定容介绍:“相较于其他电解制氢或者燃料电池发电技术,可逆固体氧化物电池采用厚度不到10微米的导电陶瓷薄膜作为电解质,在高温环境下电解制氢或发电,效率更高、成本更低,是目前唯一双向可逆技术。”
“‘可逆’是指,该装置集制氢与发电功能于一体,可通过高温电解水制取氢气,并收集到储氢罐,随时向站内供氢;还可将储氢罐内的氢气输送回装置,通过电化学反应按需发电并网。”该氢能源研究中心项目工程师杨怡萍解释,“只需一键触发,电和氢便可实现分钟级的转换。”
据悉,该装置电堆平均每3千瓦时电可制1立方米氢。“尾气循环利用下发电效率可达60%。”杨怡萍介绍,“未来通过模块化叠加组合,将进一步应用于冶金、化工等行业领域,届时电氢转换规模将提升百倍,拓展到万千瓦级。”
绿色发展是高质量发展的底色,新质生产力本身就是绿色生产力。近年来,我国清洁能源产业不断发展壮大,清洁能源消费比重达到26.4%。依托“电—氢”和“氢—电”的高效、双向转化优势,电氢双向转换装置丰富了新型电力系统的调节资源,助力粤港澳大湾区风电等新能源的大规模就近消纳,也提升了电网在各种极端情况下的韧性与可靠性,为新型电力系统发展提供了一种高效的技术路径。
通过“电—氢”转换,全社会用氢客户可以直接或间接地成为用电客户,以绿氢为途径,既能大幅增加电网消纳新能源的能力,也能进一步提高电能在终端能源消费的比重,最终支撑实现碳达峰、碳中和。
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