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廣皓天
能源關(guān)乎經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展大局，加速推進(jìn)能源清潔化是達(dá)成“雙碳”目標(biāo)的重要手段。在眾多清潔能源中，氫能高熱值、低污染、來源廣等優(yōu)勢十分突出。憑借眾多優(yōu)勢，氫能在諸多領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。
氫能作為一種清潔能源，可以促進(jìn)電力行業(yè)的綠色化轉(zhuǎn)型。目前，氫能發(fā)電站也在全國范圍內(nèi)陸續(xù)建設(shè)中。
安徽六安兆瓦級氫能綜合利用示范站采用的氫燃料電池發(fā)電工藝。不同于其他新能源的發(fā)電方式，安徽六安兆瓦級氫能綜合利用示范站的發(fā)電方式是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能，有效降低能量損耗。在電網(wǎng)低負(fù)荷的時候，它可以吸收多余的電進(jìn)行電解水，生產(chǎn)氫氣和氧氣，儲存起來，以備高峰時用于發(fā)電。
與其他發(fā)電站相比，氫能發(fā)電噪音小、效率高、啟動快、成本低。
從發(fā)電方式上來看，氫能發(fā)電可分為兩種：分布式發(fā)電、冷熱電聯(lián)供。利用燃料電池進(jìn)行分布式發(fā)電能削峰填谷，促進(jìn)區(qū)域電網(wǎng)平穩(wěn)運行；冷熱電聯(lián)供則打通了制氫、氫氣發(fā)電、供熱制冷等環(huán)節(jié)，進(jìn)一步拓寬了氫能示范應(yīng)用領(lǐng)域，開辟了可再生能源制氫及氫能綜合利用的新路徑。
氫燃料電池客車是氫能的應(yīng)用場景之一，通過采用氫燃料電池，客車的續(xù)航能力得到了大幅提升。武漢氫陽能源公司與揚子江汽車公司合作推出第二代氫燃料電池客車“氫揚號”，優(yōu)化了有機液態(tài)儲氫與燃料電池耦合，續(xù)航里程提高到400公里；宇通已完成了三代燃料電池客車開發(fā)，加氫時間8-10分鐘，續(xù)駛里程超過500公里；丹東黃?？蛙?.5米氫燃料電池客車?yán)m(xù)航達(dá)到了700km以上。
目前，儲能領(lǐng)域以抽水蓄能系統(tǒng)為主導(dǎo)，但電化學(xué)儲能、氫能儲能、飛輪儲能等儲能技術(shù)也在不斷進(jìn)步。風(fēng)電與光伏除了季節(jié)上的波動之外，空間分布也很不均勻，長距離的運輸不可避免，而氫能的能量密度大，能夠長時間儲能，多元化應(yīng)用，在一定程度上彌補了電化學(xué)儲能的不足。
氫儲能面臨的阻礙主要有制氫和儲運兩方面。目前，氫的主要來源仍然是化石能源，采用這種方式制取的氫被稱為“灰氫”。目前法規(guī)允許的外供加氫站價格主流區(qū)間為60-80元/kg，部分地區(qū)最低也要40元/kg左右，補貼平均在10-12元/kg。以重卡為例，現(xiàn)在百公里能耗成本要400元，同類型的柴油車為180-200元。由此可見，即便是灰氫，使用成本仍相對較高。
儲運方面，目前主要通過長管拖車、管道輸送和液氫槽車三種方式運輸。長管拖車是國內(nèi)加氫站氫氣運輸?shù)闹饕绞?，將氫氣由產(chǎn)地運往加氫站，通過站內(nèi)的壓縮系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、加注系統(tǒng)等實現(xiàn)對車輛的加注；管道輸送方式以高壓氣態(tài)或液態(tài)氫的管道輸送為主，通過管道“摻氫”和“氫油同運”技術(shù)實現(xiàn)長距離、大規(guī)模的輸氫；液氫槽車主要用于液態(tài)氫運輸，增加了氫氣液化深冷過程，液槽罐車的容量大約為65m³，每次可凈運輸約4000kg氫氣，但對設(shè)備、工藝、能源的要求更高，在國內(nèi)應(yīng)用較少。
從技術(shù)、安全、成本三個方面來看，高壓氣態(tài)儲運氫氣是當(dāng)下較好的選擇。氫氣的儲運關(guān)乎氫能的大規(guī)模應(yīng)用，技術(shù)的快速進(jìn)步或許會帶來效率更高、成本更低的儲運方式。
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