氫氣是一種重要的清潔能源，能用于電力、熱力、冶煉、冷卻、制造、化工和燃料等多種應(yīng)用場(chǎng)景，可調(diào)整能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)。因此，氫被認(rèn)為是最有希望取代傳統(tǒng)化石燃料的能源載體，未來(lái)在能源結(jié)構(gòu)中將占有一席之地。
然而，傳統(tǒng)制氫技術(shù)需要消耗大量一次能源或生產(chǎn)原料，并產(chǎn)生二氧化碳等污染，若采用光伏等可再生能源制氫將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。據(jù)央視財(cái)經(jīng)報(bào)道，2023年1月至9月，我國(guó)綠氫項(xiàng)目投產(chǎn)、在建和申報(bào)的項(xiàng)目達(dá)到57個(gè)，投資額達(dá)到3000億元。
圖片來(lái)源：央視財(cái)經(jīng)
今天，請(qǐng)跟隨小編一起全面了解光伏制氫技術(shù)。
1、何為光伏制氫?
光伏制氫其實(shí)也是太陽(yáng)能制氫，它的基本原理是利用太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，然后通過(guò)電解水產(chǎn)生氫氣。在電解過(guò)程中，水分子在陽(yáng)極上被分解成氧氣和氫離子，氫離子通過(guò)陰極進(jìn)入水中，最終形成氫氣。
而太陽(yáng)能光伏發(fā)電制氫儲(chǔ)能技術(shù)的核心思想是當(dāng)太陽(yáng)能充足但無(wú)法上網(wǎng)、需要棄光時(shí)，利用光電將水電解制成氫氣(和氧氣)，將氫氣儲(chǔ)存起來(lái);當(dāng)需要電能時(shí)，將儲(chǔ)存的氫氣通過(guò)不同方式(內(nèi)燃機(jī)、燃料電池或其他方式)轉(zhuǎn)換為電能輸送上網(wǎng)。
2、光伏制氫技術(shù)路線(xiàn)
光伏發(fā)電制氫主要利用光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)直流電直接供應(yīng)制氫站制氫用電。光伏直流發(fā)電系統(tǒng)相比傳統(tǒng)電站減少了逆變和升壓的過(guò)程，主要設(shè)備設(shè)施包括光伏組件、匯流箱、支架、基礎(chǔ)、接地裝置等，光伏組件可根據(jù)制氫站輸入電壓和電流要求進(jìn)行串、并連配置，從而提高系統(tǒng)效率。
圖片來(lái)源：時(shí)代氫能
電解水制氫目前技術(shù)成熟、設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行和管理較為方便，制取氫氣純度較高，無(wú)污染，主要有堿性電解槽制氫、聚合物薄膜電解槽(PEM Electrolyzer)制氫、固體氧化物電解槽(Solid Oxide Electrolyzer)制氫3種技術(shù)路線(xiàn)。
3、光伏制氫優(yōu)勢(shì)
目前，商業(yè)用的氫氣中有96%是從煤、石油和天然氣等化石燃料制取而來(lái)，但傳統(tǒng)制氫仍難擺脫對(duì)化石能源的依賴(lài)。近兩年，光伏制氫技術(shù)發(fā)展勢(shì)頭漸顯，其工藝簡(jiǎn)單、無(wú)污染，被視為制氫最佳路線(xiàn)之一。以下為傳統(tǒng)制氫與光伏制氫方式優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比：
數(shù)據(jù)部分來(lái)源：氫能匯
4、光伏制氫，還有多大發(fā)展空間?
在光伏領(lǐng)域，光伏發(fā)電在晝夜日間的變化都較大，如直接接入電網(wǎng)會(huì)加重電網(wǎng)調(diào)節(jié)負(fù)擔(dān)、嚴(yán)重的會(huì)造成電網(wǎng)失穩(wěn)對(duì)電力安全造成影響。利用光伏制氫，將不穩(wěn)定的能量轉(zhuǎn)化為氫能儲(chǔ)存需要時(shí)再通過(guò)氫能發(fā)電穩(wěn)定輸出實(shí)現(xiàn)發(fā)電曲線(xiàn)平抑，減少棄光現(xiàn)象。
在儲(chǔ)能領(lǐng)域，光伏制氫可以做儲(chǔ)能效用利用氯能的儲(chǔ)能效用，將光伏發(fā)電轉(zhuǎn)換為氫能以低于化學(xué)儲(chǔ)能的成本，實(shí)現(xiàn)跨天、跨周甚至跨月跨季度的儲(chǔ)能或者將氯壓縮或液化實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離運(yùn)輸匹配發(fā)電端和用戶(hù)端。
當(dāng)前，電解水制氫技術(shù)成熟、設(shè)備簡(jiǎn)單，運(yùn)行和管理較為方便，制取氫氣純度較高，無(wú)污染。相信不久光伏制氫的用電成本就會(huì)被廣大用戶(hù)接受，使光伏制氫成本低于傳統(tǒng)天然氣/煤制氫，大規(guī)模的光伏制氫必將成為商用制氫的首選。
評(píng)論