北極星火力發(fā)電網(wǎng)訊:在9月4日舉辦的“2021氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇暨第十一屆全球新能源企業(yè)500強峰會”上，中國工程院院士彭蘇萍發(fā)表了主題演講。
彭蘇萍表示，化石能源在使用過程中會產(chǎn)生大量二氧化碳排放，減排壓力巨大。利用固體氧化物將二氧化碳轉(zhuǎn)化成甲醇，正是目前我們正在做的工作。
依據(jù)電解質(zhì)種類的不同，燃料電池分為質(zhì)子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池等。其中，固體氧化物燃料電池通過電解水制氫，以及電解二氧化碳制一氧化碳可以使風能、太陽能等高效轉(zhuǎn)化成可持續(xù)能源，是未來有前景的能源轉(zhuǎn)化儲存和碳中和技術(shù)。例如，整體煤氣化燃料電池可打破以往電廠通過汽輪機發(fā)電的模式，提高煤氣化發(fā)電效率，降低CO2捕集成本，同時實現(xiàn)CO2及污染物近零排放，是煤炭發(fā)電的根本性變革技術(shù)。
與質(zhì)子交換膜燃料電池90℃的工作溫度相比，固體氧化物燃料電池工作溫度可以高達725℃左右，一次發(fā)電效率可以達到60%，比較適合大規(guī)模供電與集成式發(fā)電。
除了發(fā)電效率高外，固體氧化物燃料電池發(fā)電技術(shù)余熱品質(zhì)也很高，溫度可高達600℃，因此也可以用于熱電聯(lián)供，效率可達到90%以上?？梢哉f，基于固體燃料電池的分布式發(fā)電是最高效、環(huán)保的燃氣發(fā)電技術(shù)。目前我們正與丹麥合作開展這方面探索。而通過固體氧化物技術(shù)實現(xiàn)化石能源利用的“零碳”排放，就是我們的奮斗目標。
質(zhì)子交換膜燃料電池因為對氫氣的質(zhì)量要求高，所以成本也高。實際上，煤制氫過程中離不開氫氣提純，還主要是燃料電池的問題，這是因為質(zhì)子膜燃料電池的工作溫度太低，但是工作溫度高的燃料電池就不存在這個問題。其并不要求氫氣的純度很高，而且除了氫氣之外，還可以用天然氣、石油氣、煤的合成氣等替代氫氣作為燃料，因此供給模式可以不打破現(xiàn)有能源供應(yīng)鏈。圍繞這項工作，我們已經(jīng)在開展小型示范。燃料電池大規(guī)模發(fā)電有一個非常大的好處，就是噪音很小，僅在50分貝以下。別人不告訴你的話，根本不會知道這是個發(fā)電廠，美國硅谷就有很多這種電站。
固體氧化物燃料電池技術(shù)的正向過程可以發(fā)電。實際上固體氧化物電解池正是其逆向過程，也就是說還可以利用多余電，反過來再制取氫氣，實現(xiàn)制氫制氧。
目前，德國、新加坡已經(jīng)可以利用固體氧化物電解池技術(shù)將傳統(tǒng)的集中式制氫模式轉(zhuǎn)變?yōu)榉植际街茪淠Ｊ?，這種模式可以做到加氫站合加油站合一。我國現(xiàn)有制氫站很多，主要以政府投資為主體。如果發(fā)展分布式制氫模式，中國的氫能和以氫能為基礎(chǔ)的產(chǎn)業(yè)就會得到進一步發(fā)展。固體氧化物技術(shù)還有一個優(yōu)勢，其啟動只需要半個小時，非常適用于電力調(diào)峰。我們近期就正準備通過在煤礦塌陷區(qū)上建設(shè)光伏項目，并通過固體氧化物電解池去協(xié)同制氫，再通過發(fā)電用于調(diào)峰。碳達峰、碳中和目標的提出對中國來說是一個機遇，需要改變以前的發(fā)電方式和用能方式。今后20-30年間，要繼續(xù)拓展應(yīng)用可再生能源，必須要解決調(diào)峰問題。對于分布式固態(tài)燃料電池制氫，我們計劃在山東建設(shè)若干個示范基地，并利用集裝箱的堆疊解決氫的儲運難題、節(jié)省儲運成本。另外，我們也希望將固體氧化物燃料電池應(yīng)用到居民小區(qū)里，作為小區(qū)供熱或制冷的來源。
可以說，未來10-20年將是我國氫能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要機遇期，需緊密聯(lián)系我國能源發(fā)展實際，助力實現(xiàn)氫能源高質(zhì)量發(fā)展，這就需要從戰(zhàn)略、政策、技術(shù)、資金、國際合作等方面積極謀劃，通過改革創(chuàng)新破解發(fā)展難題。
