近日，我國(guó)首套自主研發(fā)的百千瓦級(jí)電氫雙向轉(zhuǎn)換裝置在廣州投運(yùn)，在國(guó)內(nèi)率先通過(guò)一套裝置完成制氫和發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了綠電和綠氫的雙向高效可靠轉(zhuǎn)換，標(biāo)志著我國(guó)可逆固體氧化物電池技術(shù)從“實(shí)驗(yàn)室”走向了“示范應(yīng)用”。
由南方電網(wǎng)廣東廣州供電局研發(fā)并投運(yùn)的電氫雙向轉(zhuǎn)換裝置，位于廣州南沙小虎島電氫智慧能源站。從外觀上看，縱橫交錯(cuò)的“鋼管森林”旁矗立著三個(gè)銀灰色集裝箱，以及一個(gè)小型儲(chǔ)氫罐。布局看似簡(jiǎn)單可謂內(nèi)有乾坤，該裝置基于可逆固體氧化物電池技術(shù)，具有電解池和燃料電池兩種模式，集制氫與發(fā)電功能于一體：在電解池模式下，裝置通過(guò)高溫電解水制取“綠氫”，將這些氫氣收集到儲(chǔ)氫罐，可隨時(shí)向站內(nèi)供氫;當(dāng)一鍵切換成燃料電池模式后，可將儲(chǔ)氫罐內(nèi)的氫氣輸送回裝置，通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)按需發(fā)電并網(wǎng)。電和氫的整個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程達(dá)到分鐘級(jí)。
廣州供電局氫能源研究中心楊怡萍介紹：“目前，通過(guò)對(duì)大功率可逆固體氧化物電池技術(shù)的突破，裝置的系統(tǒng)電解制氫功率已達(dá)100千瓦，電堆平均每三度電可制一立方氫，相比傳統(tǒng)電解制氫技術(shù)的效率提升了20%-30%，尾氣循環(huán)利用下發(fā)電效率可達(dá)60%。”
據(jù)悉，該裝置依托“電-氫”和“氫-電”的高效、雙向轉(zhuǎn)化優(yōu)勢(shì)，豐富了新型電力系統(tǒng)的調(diào)節(jié)資源，助力更多的新能源并網(wǎng)消納，也提升了電網(wǎng)在各種極端情況下的韌性與可靠性。一方面，該裝置可以作為儲(chǔ)能設(shè)備，在用電低谷時(shí)將富余的綠色電能用來(lái)制氫，并儲(chǔ)存起來(lái)，有助于粵港澳大灣區(qū)風(fēng)電等新能源的大規(guī)模就近消納，促進(jìn)能源間的“時(shí)空轉(zhuǎn)移”，也為交通、工業(yè)等行業(yè)提供“綠氫”，助力各行業(yè)深度脫碳;另一方面，該裝置可以作為發(fā)電設(shè)備，在用電高峰時(shí)，以及各類應(yīng)急情況下，將儲(chǔ)存的綠色氫氣用來(lái)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)更加安全可靠、綠色低碳。
“這套裝置實(shí)現(xiàn)了從材料到系統(tǒng)的全面國(guó)產(chǎn)化。”楊怡萍說(shuō)，“作為小型、分布式的能源生產(chǎn)單元，未來(lái)通過(guò)模塊化疊加組合，裝置的制氫與發(fā)電功率可達(dá)到兆瓦級(jí)。”據(jù)了解，這套電氫轉(zhuǎn)換裝置處于國(guó)際先進(jìn)、國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，預(yù)計(jì)到“十五五”期間，該技術(shù)將進(jìn)一步應(yīng)用于冶金、化工等行業(yè)領(lǐng)域，電氫轉(zhuǎn)換規(guī)模將提升百倍，拓展到萬(wàn)千瓦級(jí)。
“雙碳”目標(biāo)的提出，賦予了氫能產(chǎn)業(yè)新的歷史使命。廣州供電局副總經(jīng)理龍?jiān)普J(rèn)為，通過(guò)“電-氫”轉(zhuǎn)換，全社會(huì)用氫客戶可以直接或間接地成為用電客戶，以綠氫為途徑，既能大幅增加電網(wǎng)消納新能源的能力，也能進(jìn)一步提高電能在終端能源消費(fèi)的比重，最終支撐實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和。
在2024年《政府工作報(bào)告》中，“加快前沿新興氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展”這一重要任務(wù)被明確提出。據(jù)預(yù)測(cè)，到2060年我國(guó)氫能消費(fèi)規(guī)模將達(dá)到近8600萬(wàn)噸，產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到4.6萬(wàn)億元。廣州供電局有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，下一步將加快突破電氫協(xié)同核心技術(shù)瓶頸，以電氫協(xié)同支撐構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，帶動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)鏈上下游相關(guān)企業(yè)共同發(fā)展。同時(shí)，加強(qiáng)商業(yè)模式的研究，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)孵化以加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。
羊城派 文、圖|記者 董鵬程 黃欣然 黃旭銳
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