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          光伏制氫在我國已具備經濟可行性

          2022-12-23 17:53:03

          堿性電解槽作為我國鼓勵發展的綠色清潔能源,近年裝機規模不斷增大,但光伏發電具有隨機性、波動性、階段性供電等問題,增加了電網調度難度。隨著光伏裝機規模的不斷擴大,光伏發電將面臨增加儲能問題,這就為光伏發電持續發展帶來了一些挑戰。

          電解水

          光伏發電制氫用于燃氣摻燒、燃料電池,可豐富終端用戶用能多樣性,保障能源安防,也是解決光伏發電所面臨問題的一種途徑。

          光伏發電技術和制氫技術都較為成熟,光伏制氫系統技術研究相對較多,但還未出現大型工程。光伏制氫技術主要集中在光伏制氫聯合運行模式優化與光伏制氫系統設計及優化方面,目前研究主要集中于系統設計優化,對于整個系統的經濟性缺乏研究。本文重點研究光伏制氫經濟性,并與傳統行業制氫成本進行對比分析,從而為光伏制氫提供發展路徑建議。

          光伏發電制氫主要利用光伏發電系統所發直流電直接供應制氫站制氫用電。光伏直流發電系統相比傳統電站減少了逆變和升壓的過程,主要設備設施包括光伏組件、匯流箱、支架、基礎、接地裝置等,光伏組件可根據制氫站輸入電壓和電流要求進行串、并連配置,從而提高系統效率。電解水制氫目前技術成熟、設備簡單,運行和管理較為方便,制取氫氣純度較高,主要有3種技術路線。

          堿性電解槽制氫。該種堿性電解槽的結構簡單,適合大規模制氫,價格較便宜,效率偏低約70%~80%,主要設備包括電源、陰陽極、橫膈膜、電解液和堿性電解槽箱體組成,電解液通常為氫氧化鈉溶液,堿性電解槽主要包括單極式和雙極式。

          聚合物薄膜堿性電解槽制氫。效率較堿性電解槽效率,主要使用了離子交換技術。堿性電解槽廠家主要由聚合物薄膜、陰陽兩電極組成,由于質子傳導性,聚合物薄膜堿性電解槽工作電流可大大提高,從而提升電解效率。隨著質子交換膜、電極貴金屬技術進步,聚合物薄膜堿性電解槽制氫成本將會大大降低。

          固體氧化物堿性電解槽制氫??稍诟邷叵鹿ぷ?,部分電能可由熱能替代,效率高、成本低,固體氧化物堿性電解槽是三種堿性電解槽中效率的設備,反應后的廢熱可與汽輪機、制冷系統進行聯合循環利用,提升效率,可達到90%。

          電解水制氫技術路線成熟,目前未大規模推廣關鍵因素為電價問題,以目前工業用電用來制氫成本高,市場競爭力差。

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