近日，科技部發(fā)布《國家重點研發(fā)計劃“氫能技術”重點專項2021年度定向項目申報指南》，要求結合副產氫、綠氫在工業(yè)園區(qū)內加注、供熱、熱電聯產需求，打造“氫能園區(qū)”試點工程。值得一提的是，指南要求低碳氫能工業(yè)園區(qū)替代天然氣供熱、燃料電池熱電聯產的氫氣使用量不低于1萬噸。
實際上，燃料電池熱電聯產，指的是利用燃料電池發(fā)電技術，同時向用戶供給電能和熱能的生產方式。用燃料電池運行過程中產生的余熱供熱，具有提高能源利用效率、減少二氧化碳和其他有害氣體排放、提高供熱質量等多重優(yōu)勢。
近年來，我國氫能產業(yè)迎來快速發(fā)展，已實現效率提升、成本下降及更大規(guī)模的應用。事實上，氫能應用不僅局限于交通領域，還可應用于熱電聯產。
有業(yè)內人士告訴記者：“燃料電池熱電聯產是一種極具潛力的、環(huán)保高效的聯合生產方式，主要使用質子交換膜燃料電池和固體氧化物燃料電池作為發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電效率可達40%，廢熱利用達40%，能源綜合利用率超過80%，與傳統(tǒng)的火力發(fā)電輸電相比，總效率可提高2倍左右。”
“由于燃料電池電氣效率高、低噪聲、低排放，電力供應不足時，其可作為多聯產系統(tǒng)的理想原動機，提供高品質的供暖或降溫服務。采用燃料電池熱電聯產系統(tǒng)作為主要的能源系統(tǒng)，并以電網和區(qū)域供冷作為備用，這種方案將大大増加系統(tǒng)的電力和降溫供應量。”上述人士稱。
同時，燃料電池熱電聯產也是未來建筑領域內不可或缺的應用系統(tǒng)，不僅可以為建筑提供熱能、電能，還能通過制冷機等設備對廢熱回收利用，為建筑制冷、控濕，有利于減少建筑能耗、實現建筑節(jié)能，更快轉向低碳經濟。
現階段，我國燃料電池熱電聯產還處于研發(fā)示范的初步階段，但國外熱電聯產的產業(yè)發(fā)展形勢較好，為國內燃料電池熱電聯產市場的激活注入強心劑。
今年5月，由東方電氣（成都）氫燃料電池科技有限公司自主研制的100千瓦級商用氫燃料電池冷熱電聯產系統(tǒng)正式發(fā)運交付。據了解，這套100千瓦級的商用氫燃料電池冷熱電聯產系統(tǒng)，由可再生能源制氫與固態(tài)儲供氫耦合、燃料電池冷熱電聯產幾部分組成，系統(tǒng)發(fā)電效率大于52%，熱電聯產總效率超過90%，支持離網并網、孤島運行和黑啟動，同時對外提供65攝氏度的熱水。
東方氫能相關人士表示，該系統(tǒng)將打通水電制氫、氫氣發(fā)電、供熱制冷等環(huán)節(jié)，進一步拓寬氫能示范應用領域，開辟可再生能源制氫及氫能綜合利用的新路徑。
此外，以天然氣重整制氫裝置和電堆為核心的氫燃料電池熱電聯產系統(tǒng)，也取得了突破。今年7月，江蘇鏵德氫能源科技有限公司與江蘇科技大學（蘇州理工學院）聯手打造的天然氣重整制氫型的分布式氫燃料電池熱電聯產示范項目完成交付。該套系統(tǒng)對原有浴室熱水供應形成補充，系統(tǒng)所發(fā)電量供給校園電力系統(tǒng)，在實現能源高效利用的同時，降低了校園能源費用。
4月16日，科技部與山東省政府簽署“氫進萬家”科技示范工程框架協(xié)議，山東成為全國首個也是目前唯一一個氫能大規(guī)模推廣應用的示范省份。山東省在“氫進萬家”示范項目中提出，要通過氫燃料電池向城市社區(qū)供熱、供暖，建設超過10萬戶的氫能社區(qū)。
事實上，早在2020年7月，《山東省氫能產業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃（2020—2030年）》就明確提出，要合理布局氫能裝備制造產業(yè)，培育氫能熱電聯產及固定式、分布式電源研發(fā)應用基地，全力打造“東方氫島”。
氫能產業(yè)發(fā)展領先的佛山，同樣開啟了燃料電池熱電聯產的示范。今年2月，佛山南海區(qū)人民政府、中科潤谷資產管理有限公司和中科潤谷航天氫能系統(tǒng)（泰安）有限公司三方簽訂了合作協(xié)議，將共同打造全國首個“氫能進萬家”智慧能源示范社區(qū)，推廣可再生能源互聯互通智慧能源城市工程，推動氫能住宅和建筑國家標準及規(guī)范的試行。根據今年7月的招標信息，該項目擬采購商用燃料電池分布式熱電聯產設備4套。
“當前，由于投資髙，運維成本高，燃料電池運行壽命短，使得燃料電池熱電聯產系統(tǒng)的經濟可行性較差。在未來應著力于燃料電池運行壽命的延長及成本下降，以實現燃料電池熱電聯產系統(tǒng)的大規(guī)模生產應用，從而給該系統(tǒng)帶來更可觀的經濟效益和更廣泛的市場需求。”一位研究熱電聯產的工程師強調稱。
來源：中國能源報
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