节能风电-氢电池国家示范项目已经运营一年多了

节能风电

公司承担的国家863风电直接制氢及燃料电池发电系统示范项目正式试运行

来源： 作者： 时间：2016-08-05

7月31日，经过近三个月的不懈努力，由风电公司牵头承担的国家高技术研究发展计划863计划项目——“风电直接制氢及燃料电池发电系统技术研究与示范项目”设备联合调试工作顺利完成，正式进入示范运行阶段。该系统主要包括水电解制氢子系统、高压氢储供子系统、燃料电池发电子系统及风电制氢综合控制系统四个部分，历经了各子系统分部独立调试和整机联合调试过程，最终按照预定设计方案，实现了不同模式下的设备联控示范运行，达到了示范目标和要求，圆满完成调试任务。该项目是国内首个正式示范运行的风电直接制氢项目，项目利用风力发电清洁能源制氢替代了传统高排放的化石能源和化工产品制氢，对于解决风电的消纳和氢能来源问题具有重要的前瞻性和示范性意义。风电直接制氢技术路线的打通，将为未来大规模商业化风电制氢项目开发提供重要技术支持和参考，为未来国家实施氢能利用能源战略做出重要贡献。

国内首个风电消纳制氢项目获863计划立项

日前，由公司牵头组织实施的“风电直接制氢及燃料电池发电系统技术研究与示范主题项目”获得科技部国家高新技术研究发展计划（863计划）先进能源技术领域的项目立项。 项目将通过风电制氢、储氢耦合技术，电解制氢与离/并网风电耦合控制与智能运行技术，低成本长寿命高效燃料电池发电系统控制技术，示范建成风电耦合制储氢燃料电池发电柔性微网系统和风电制氢与燃料电池集成系统等两套系统。其中风电耦合制储氢燃料电池发电柔性微网系统风电装机容量0.5兆瓦以上，产氢量超过20Nm3/h，示范运行500小时以上，系统消纳弃风85%以上；风电制氢与燃料电池集成系统制氢能力超过60m3/h，示范运行500小时以上，系统消纳弃风85%以上。 该项目的实施，标志着公司在国家风电技术创新领域取得了突破性进展，为国家风电消纳积极探索风电与其他形式能源互补利用新途径，将对我国清洁能源生产的高效利用具有积极的示范作用。

风电制氢及燃料电池发电系统，是什么？

简单说，就是将风力发出的电直接通过水电解制氢设备将水电解后转化为氢气。

其循环过程为：风力发电—电解水—制氢—高压氢储存-氢气燃料电池—发电、制热、炊事、取暖、交通使用等。

前几年，弃风已成为我国风电发展里遇到的最主要问题。风力发电，受到来凤的制约，风大的时候，电力过剩，没风的时候，无法产生电能。如何达到一个均匀的平衡状态呢?风大，电能充裕时，风电场将多余的电能用于电解水制氢，这样，多余的风电被转化为氢气储存起来了。在缺电时再将储存 的氢气通过燃料电池转化为电能回馈给电网。于是，这个问题就完美解决了。风电场制氢及燃料电池发电 系统的示意图图片来源：张宪平论文《探索解决大规模风电储存的新途径》通过这样 的过程，实现了风电的可控和大量存储。目前，河北张家口市风电装机容量超过650万千瓦，但并网外送能力只有170万千瓦左右。张家口正在积极尝试推进风电为北京清洁供暖、风电制氢等就近消纳方式。氢能是目前所有能源系统中最清洁环保的能源形式，氢在燃烧后生成的产物是水。同时，氢气是主要的工业原料，也是最重要的工业气体和特种气体。例如，生产清洁油品需要加氢精制，其氢气主要来源于炼厂干气制氢和煤制氢，为此都要排放二氧化碳。而利用大规模的风电进行电解水制氢，不仅可以减少化石能源消耗，降低污染物排放，提升电网消纳能力，也可以实现风电与煤化工、石油化工的多联产。北京绿达源科技有限公司高级工程师郑尔历则认为，如果采用风电制氢的模式，风电场就不用建设并网设备，风电机组会**简化，风能的利用率也可得到有效提高。业内甚至有观点认为，风电制氢模式比风电并网模式的电能利用效率高3倍以上。也就是说，一台1兆瓦的风电机组在进行风电制氢模式时产生的真正有价值的能源大于或等于3台并网模式机组。不过，有业内人士告诉记者，风电制氢模式是否具有生命力，一是看其技术大规模应用的可行性，二是看其最终应用的经济性。据了解，虽然电解水制氢已是成熟技术，但产业化应用则涉及到规模化制氢、大容量储氢、长距离输氢、加氢站、氢能汽车技术标准等方方面面。目前国内的多项风电制氢研究也在同步跟进。记者从中节能集团了解到，由其牵头组织实施的风电直接制氢及燃料电池发电系统技术研究与示范项目将通过风电制氢储氢耦合技术、电解制氢等技术，示范建成风电耦合制储氢燃料电池发电柔性微网系统和风电制氢与燃料电池集成系统等两套系统。中船重工718研究所承担的宽功率波动高效电解制氢设备项目将风电技术与电解制氢技术有机结合，通过研究风电输出功率波动对电解制氢装量性能的影响，开发研究功率波动高效电解制氢设备，使电解制氢设备对风电输出功率波动的耐受度达到0-100%。