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氫能利用:帶動燃料電池汽車發展
發布時間:2016-12-08 14:39:00

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  可再生能源制氫將實現能源的清潔生產與利用

  國家能源局發布的《2015年度全國可再生能源電力發展監測評價報告》顯示,2015年我國棄風電量339億千瓦時(圖3),同比增加213億千瓦時,甘肅、新疆和吉林的棄風率均超過30%;西北地區出現了較為嚴重的棄光現象(圖4),甘肅棄光電量26億千瓦時、棄光率31%,新疆棄光電量18億千瓦時、棄光率26%。西南地區棄水現象也同樣嚴重,四川棄水電量達到102億千瓦時,云南棄水電量152.6億千瓦時。據此推算,2015年我國至少有642億千萬時的可再生能源沒有利用。如這些可再生能源用來電解制氫,則可以制備160.5億立方米的氫氣(按照制備每立方米氫氣耗費4度電來計算)。

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  2015年全國風電限制出力(停機)情況

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  2015年全國光伏發電限制出力(停機)情況

  目前棄光、棄風和棄水發電的成本價格為0.15元/度,據此計算出的電解水制氫成本為1.5元/立方米,這已經遠低于利用上網電電解水制氫的成本,且與化石燃料(煤、焦炭和天然氣)制氫的成本上限接近(表1)。所以,未來氫能產業鏈下游儲運等環節一旦取得突破,新能源支持的大規模電解水制氫的市場份額將出現增長,氫能成本也會進一步降低。

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  制氫成本對比

  氫能在能源市場的多種應用場景將降低氫能的整體使用成本

  目前市場對氫能使用存在一個明顯的誤區,即將氫能的應用范圍局限于傳統化工生產領域這一單一應用場景,由此而擔憂氫能基礎設施投入開銷巨大,且使用成本高昂。事實上,氫能作為儲能介質能夠橫跨電力、供熱和燃料三個領域,促使能源供應端融合,提升能源使用效率,其應用模式可以抽象為以下三個方面:

  電能到電能的轉換

  電解制氫實現電能向氫能的轉化,必要時氫能可通過燃料電池再次轉化為電能。

  電能到燃氣的轉換

  電解制氫后,將氫氣直接混入天然氣管道,或者合成甲烷后混入天然氣管道;混合天然氣在終端作為燃料提供熱能。

  電能到燃料的轉換

  電解制氫后,氫氣作為燃料電池車的燃料,為汽車提供動力。

  而氫能作為能源載體的具體應用模式涉及新能源制氫補充發電、燃料電池汽車、分布式發電等領域。所以氫能的應用場景具有很強的多樣性,如未來能夠形成電力、供熱和燃料相互交叉的應用網絡,將大幅降低其使用成本。

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  氫能作為儲能介質能夠橫跨電力、供熱和燃料三個領域

稿件來源: 電池中國網
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