中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：4月24-26日，由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)主辦的第九屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月26日上午的“氫能與燃料電池“專場(chǎng)，中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)廣東省電力設(shè)計(jì)研究院氫能技術(shù)中心主任王小博在會(huì)上分享了主題報(bào)告《綜合能源系統(tǒng)與氫能燃料電池》，以下為演講實(shí)錄：
王小博：大家好！這個(gè)會(huì)我們非常感興趣，我們是電力設(shè)計(jì)院。我先簡(jiǎn)單介紹一下廣東院，現(xiàn)在隸屬于中國(guó)能源電力集團(tuán)。我們是唯一一個(gè)擁有百萬(wàn)千瓦火電、核電還有百萬(wàn)伏特高壓的團(tuán)隊(duì)。隔壁一個(gè)同事在做儲(chǔ)能相關(guān)的報(bào)告。這周在北京有一帶一路的會(huì)，我們集團(tuán)統(tǒng)一要求都要說(shuō)一下。
未來(lái)我們的想法是把高溫燃料電池作為微型燃機(jī)的替代品。我在制氫的時(shí)候真的沒(méi)有必要把氫再發(fā)回電網(wǎng)。不管是多高效率的燃料電池，都是沒(méi)有辦法比較的。用更高的能源關(guān)聯(lián)的角度去思考這個(gè)問(wèn)題。這是美國(guó)能源部15年前的圖，這個(gè)圖在今天仍然非常有意義。二氧化碳加氫，作為原料的屬性非常重要。還有一個(gè)就是煉油?，F(xiàn)在不管是哪里，對(duì)于氫氣的需求量是很大的。氨、冶金量更大。我覺(jué)得這個(gè)經(jīng)濟(jì)價(jià)值大于把燃料電池再發(fā)回電網(wǎng)的價(jià)值。這是我們之前給各個(gè)地方政府或者一些央企做氫能行業(yè)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的一張圖。左邊就是跟今天的主題相關(guān)，就是儲(chǔ)能。其實(shí)，第一個(gè)，中國(guó)其實(shí)最富有的還是工業(yè)副產(chǎn)氫。然后化石燃料制氫不是特別建議，因?yàn)橛脷涞谋举|(zhì)是為了低碳。最終是可再生能源，其實(shí)更推薦是高溫氣冷制氫。我們希望后續(xù)下一代把之前的問(wèn)題解決掉。除了核能制氫，其他都是用可再生能源發(fā)的電來(lái)制氫的。到最后，應(yīng)用場(chǎng)景，交通是現(xiàn)在最火的。但是只是釋放了氫能源行業(yè)的很小一部分。儲(chǔ)能裝置的儲(chǔ)能特性比較特殊，第一個(gè)最直接能想到的。后續(xù)的甲烷化對(duì)于我們來(lái)說(shuō)意義更加重要。氫氣制出來(lái)以后的運(yùn)輸問(wèn)題，氫氣管道在中國(guó)還沒(méi)有變成國(guó)內(nèi)規(guī)范。未來(lái)要想從運(yùn)輸考慮，從二氧化碳的消納考慮或者用SOEC把二氧化碳制成合成氣。特殊的就是通訊基站。最近有幾個(gè)軍方的項(xiàng)目在做，參考DOE做卡車的征程氣。
這是氫在整個(gè)能源環(huán)境里面看不到的，因?yàn)樗皇且淮文茉础Ｎ覀冋J(rèn)為現(xiàn)在大量石化用的都是天然氣，我們希望通過(guò)可再生能源的制氫能夠替代它。這個(gè)背景是這樣，我們?cè)谧龃鬄硡^(qū)對(duì)標(biāo)，日本推氫能源這么猛是為什么。溫室氣體減排，大家可以看出來(lái)，其實(shí)對(duì)中國(guó)各個(gè)地方更核心的來(lái)自于經(jīng)濟(jì)課題。現(xiàn)在各個(gè)地方做氫能主要考慮新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換。第二個(gè)是新興國(guó)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，中國(guó)很多也是這么來(lái)考慮的。這是日本做的第五次基礎(chǔ)能源計(jì)劃。可再生能源、化學(xué)燃料依然是能源的主要架構(gòu)。這是大灣區(qū)能源規(guī)劃，國(guó)家角度的定位很高，也代表未來(lái)中國(guó)的發(fā)展方向。清潔低碳，安全高效，氫是唯一一個(gè)符合這個(gè)的能源。SOFC熱電聯(lián)產(chǎn)之后的效率，這是非常高效的。還有一個(gè)可能大家都沒(méi)有關(guān)注到，以后會(huì)帶來(lái)挺大的影響。這是2019年4月3日生態(tài)環(huán)境司，原來(lái)屬于發(fā)改委，后來(lái)國(guó)家政府改革征求意見(jiàn)稿，很快正式稿件會(huì)發(fā)出來(lái)。對(duì)于能源結(jié)構(gòu)的影響會(huì)非常大。
最右邊的一張圖，日本在這樣推氫能，它氫從哪里來(lái)，日本本土沒(méi)有任何氫能來(lái)源。它是從澳洲來(lái)，第一個(gè)是荷煤質(zhì)氫，還有價(jià)格可以達(dá)到一定要求的可再生能源制氫，通過(guò)液氫運(yùn)送到日本本土。二氧化碳和氫能是相輔相成。氫是唯一一個(gè)可以把電、氣、熱相互轉(zhuǎn)化的唯一介質(zhì)。這是我們對(duì)燃料電池關(guān)注的，質(zhì)子交換膜可能帶來(lái)的紅利時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)。我們有一些軍方項(xiàng)目是便攜式的，更感興趣的兆瓦級(jí)的分布式發(fā)電。說(shuō)到了副產(chǎn)氫，就提到了氯堿工業(yè)。第二個(gè)是一些無(wú)法回收的氫氣現(xiàn)在提純到50%以上，直接用PSV很難回收20%的低氫的尾氣。我們用的二氧化碳捕捉裝置也是用的這個(gè)。我們理解膜和氫和二氧化碳以及氣體行業(yè)未來(lái)的發(fā)展是非常緊密的。還是產(chǎn)生了熱，也帶動(dòng)鍋爐。氫氣55%，23%的甲烷和50%的一氧化碳都可以做非SOFC的原料。這是我們?cè)谧龃鬄硡^(qū)能源規(guī)劃的時(shí)候思考的幾個(gè)問(wèn)題。天然氣作為未來(lái)中國(guó)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的低碳穩(wěn)步增長(zhǎng)的能源。如果有氫能行業(yè)，SOEC制的氫怎么運(yùn)過(guò)來(lái)。LNG接收站和液氫接收站要統(tǒng)一考慮。第二個(gè)是LNG氣化站和液氫氣化站。還有天然氣管道和氫氣管道。這個(gè)就不再贅述了。最核心的是合成氣，作為大量化工原料的燃料。
我們對(duì)SOFC最看好的一年如果有一百兆瓦、一千兆瓦的訂單希望它的含系統(tǒng)之后的成本能夠和燃?xì)廨啓C(jī)持平。這是先有雞還是先有蛋的問(wèn)題。這個(gè)還需要高一級(jí)政府的支持。我們做這么多的項(xiàng)目是通過(guò)政府規(guī)劃能夠帶動(dòng)項(xiàng)目運(yùn)轉(zhuǎn)。另外一個(gè)是IGFC，它的核心就是SOFC。IGFC和能源安全有關(guān)。大家注意，后面的熱電聯(lián)產(chǎn)也是符合應(yīng)用追求。煤氣化需要很高濃度的氧氣。這是美國(guó)能源部做過(guò)的IGFC兩百兆瓦的概念型設(shè)計(jì)。它所體現(xiàn)出的經(jīng)濟(jì)性是非常好的。這是我們之前做的一些項(xiàng)目。這是另外一個(gè)項(xiàng)目，這是中國(guó)分南做的項(xiàng)目。從這個(gè)圖，強(qiáng)調(diào)的是SOFC與數(shù)據(jù)中心和樓宇冷熱電三連供的聯(lián)合，你有了熱，就有冷。不管是熱供方式，中國(guó)未來(lái)上了5G，市場(chǎng)規(guī)模是驚人的。用冷需求就需要有高溫的熱。這是剛才這個(gè)項(xiàng)目用到的分南項(xiàng)目。這個(gè)來(lái)源是污水處理廠的污泥。這是做的另外一個(gè)業(yè)主的項(xiàng)目?，F(xiàn)在南網(wǎng)國(guó)網(wǎng)這樣的企業(yè)都要轉(zhuǎn)型做綜合能源服務(wù)商。熱多了怎么辦，蓄熱裝置容量是非常有限的。SOEC用熱把用不掉的用它，結(jié)合借部分的電來(lái)制氫。把多余的熱不排掉，這是對(duì)分布式能源非常好促進(jìn)的系統(tǒng)。另外一個(gè)是HCNG微型燃機(jī)。混氫的濃度沒(méi)有辦法保證，不能今天7%明天8%。第二個(gè)氫氣在管道內(nèi)的分布也有關(guān)系。氫氣濃度有變化，出來(lái)的火焰長(zhǎng)度不一樣。要么純氫燃?xì)庖淳褪瞧胀ǖ奶烊粴狻?
這是MCFC發(fā)電技術(shù)應(yīng)用。MCFC原理和過(guò)程待會(huì)兒程總會(huì)說(shuō)到?，F(xiàn)在強(qiáng)調(diào)的是多能互補(bǔ)，一定要看副產(chǎn)有什么用，這樣才能把經(jīng)濟(jì)性帶動(dòng)起來(lái)?，F(xiàn)在為了推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化一定要把能所有利用上的氫氣價(jià)值都利用上。下面就是我的厭氧發(fā)酵，都是非常好的高溫電池燃料。這是國(guó)家發(fā)改委去年的關(guān)于燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電。第一類項(xiàng)目很好，污泥耦合干化，這個(gè)沒(méi)問(wèn)題。但第二類生物質(zhì)氣化爐，這個(gè)是可惜的。本身有更好的用途。已經(jīng)有了來(lái)源后續(xù)需要產(chǎn)業(yè)化，趕快把成本降下來(lái)。后面就是制氫儲(chǔ)能+海水淡化。鎂離子有沒(méi)有影響，制冷以后有了氫，再發(fā)回來(lái)就直接有淡水。這是未來(lái)想直接把氫裝置集成到海上的變電站?，F(xiàn)在要做的就是把淡水送到風(fēng)機(jī)平臺(tái)上，海底管道的造價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)低的。啟動(dòng)時(shí)間和風(fēng)機(jī)的不穩(wěn)定性可以匹配。否則本身接入電網(wǎng)也是很痛苦的事情。我們有很強(qiáng)烈的需求對(duì)于這個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
這是荷蘭，離岸制氫，就在風(fēng)機(jī)上就在平臺(tái)上。還有一個(gè)就是甲醇，國(guó)家八部委在開展的產(chǎn)業(yè)推介會(huì)，它和SOFC高溫燃料電池結(jié)合也是非常好的點(diǎn)。這是吉利當(dāng)年做的三年路試。這是美國(guó)能源部當(dāng)時(shí)做的小型項(xiàng)目。大家看到，如果把它送回來(lái)制氫，要通過(guò)我的風(fēng)機(jī)，HVAC再變成MVAC。另外一點(diǎn)，電解之后的氧氣可以去到電廠。第二我的煤化工還有一個(gè)就是副氧燃燒。本身氫氣和燃料電池行業(yè)不僅可以促進(jìn)之前說(shuō)的三氣，四氣，其實(shí)更重要的是可以促進(jìn)化石能源的潔凈化利用還有提高二氧化碳的普及率。這是混氫，國(guó)家有規(guī)范。但是車載沒(méi)問(wèn)題，怎么運(yùn)過(guò)去，這是問(wèn)題。只能在天然氣站混。氮氧化物的問(wèn)題沒(méi)有解決。這是我們做的智能微網(wǎng)，它可實(shí)現(xiàn)可直升飛機(jī)的聯(lián)網(wǎng)。安全就不說(shuō)了。
廣東院非常愿意在這個(gè)行業(yè)里面做第一個(gè)，尤其電堆的供應(yīng)方合作。今天這個(gè)會(huì)是國(guó)內(nèi)第一個(gè)兆瓦級(jí)的儲(chǔ)能電站也是我們做的。我們希望在氫能上面也能做到這樣。謝謝大家！
