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發(fā)布時間:2019-03-06 18:15:29編輯:來源:本站
氫能是氫的化學能,屬于二次能源,其清潔、高效且儲量豐富,氫儲能可看作是一種化學儲能的延伸,其基本原理就是將水電解得到氫氣和氧氣。目前,氫儲能已被多個國家和地區(qū)列為了國家能源體系的重要組成部分,氫儲能技術如果細分的話,可以分為以下兩種:
1.電轉電技術(Power-to-power,PtP):指將電能轉化成其他形式的能量儲存起來,需要時再重新轉化成電能的過程。
2.電轉氣技術(Power-to-gas,PtG):指將電能轉化成燃氣的過程。一般轉化成氫氣,并注入天然氣管道中,或通過甲烷化轉化成甲烷。
那么,上述兩種技術區(qū)別在哪?
上面提到的兩種技術的共同點在于,均包含電解,儲存,轉化三個環(huán)節(jié)。兩種技術都是以電解水反應為基礎,將電能轉化成氫能并進行儲存。其區(qū)別在于氫氣的利用設備和途徑:
在電轉電技術中,氫能通過燃料電池等設備轉換成電能。
對于PtP技術來說,氫能系統(tǒng)在跨季節(jié)儲能上有很好的應用前景,也是唯一能在價格上接近普通燃氣輪機機組的選擇。而且,利用燃料電池技術,能夠很好得實現(xiàn)行業(yè)耦合,將交通行業(yè)、工業(yè)和建筑行業(yè)的供能整合在一起,實現(xiàn)未來能源系統(tǒng)的一體化和靈活化。
在電轉氣技術中,可以將電解得到的氫氣混入天然氣管道中,產(chǎn)生富氫天然氣,或讓氫氣與二氧化碳反應,生成的甲烷可以用于發(fā)電或其他各種用途。
PtG系統(tǒng)的優(yōu)點在于,使用燃氣輪機將富氫天然氣重新轉化為電力的系統(tǒng),能夠很好的利用現(xiàn)有的基礎設施。同時,將氫氣混入天然氣管網(wǎng)中意味著燃氣輪機可以按照以往的方式正常運行,從而避免了更換設備的投資。
然而氫儲能技術的成本目前依然居高不下,主要原因有兩個:
第一,是電解裝置的價格較為昂貴。因此,只有在利用率較高的情況下,才能較為經(jīng)濟的運行。而新能源發(fā)電設備的年運行時長相較于傳統(tǒng)能源較短,如果僅僅依賴于新能源產(chǎn)生的過剩的電力,很難降低發(fā)電成本。
第二,不論哪種技術都包含多個能量轉化過程,而每一步轉化都會帶來損失。這使得兩種技術的總效率都不高。因此,氫儲能技術的發(fā)展關鍵在于降低成本和提高效率。解決氫能在綜合能源應用的問題,僅僅專注于解決技術問題是不夠的。還應該開發(fā)更新、更多的應用方法,使得新的商業(yè)模式成為可能。
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