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可再生能源制氢的必要性及存在的问题

2020-04-03 15:34:59 0
可再生能源制氢有它的优势,采用了可再生能源,以风光水等等可再生能源为载体,以氢气作为一个二次能源的载体,在能源转型中可以和电力互为补充,以实现工业、建筑、电力、交通运输等产业互联。


目前广泛使用的氢源主来自化石燃料、电解水和化工副产氢。此外,生物质制氢、核能制氢和光催化制氢正在研究,还没达到工业化应用的水平。可再生能源制氢只能选择电解水制氢,化石燃料制氢和化工副产氢都是有碳排放的。

现在成熟的水电解制氢主要有两种,一是碱性水电解制氢,二是纯水电解制氢,如今固体氧化物电解水制氢技术现在也在研发的如火如荼,但是还没有达到工业化应用的水平。碱性电解水制氢技术相对比较成熟,可以大规模应用,工艺比较简单,成本比较低廉。纯水电解制氢比碱性制氢有更高的电流密度,结构更紧凑,更加安全可靠,更适用于小规模的制氢场合。


风、光发电有很大不确定性,包括水电有枯水期和丰水期,主要的特点是间歇性、波动性、随机性,尤其是风力发电随机性、波动性更加厉害。很难为负载提供一个持续稳定的电力供应,我国风光资源非常丰富,但是由于电网难以承受,风光资源的开发还受到一定影响。尽管我国风、光发电是全世界发展最快的,可能规模也是最大的,但是还有很多资源有待于开发。

要用可再生能源制氢来去解决这样的问题,主要还是要解决几方面的问题:一是宽功率的调整范围,根据它的波动性和不确定性,整个制氢系统需要有一个比较宽的功率调整范围;二是从电力上来讲,电力耦合,想办法把波动降到最小,适应制氢系统的需要。整个系统需要有一个大的控制系统,如果大规模制氢的话,大规模制氢工厂有一个大的控制系统来进行实时检测与测量、数据通讯和传输,还有控制策略的实现等等。最主要的是制氢设备,制氢设备需要能够适应宽功率波动的高效低成本的制氢系统,才能有可能实现大规模的制氢。


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