燃料电池热电联供技术亟待发力
2026.09.15氢能,作为一种清洁、高效、安全、可持续的二次能源,可通过一次能源、二次能源及工业领域等多种途径获取,也可广泛应用于工业、建筑、交通、电力行业,是未来构建以清洁能源为主的多元能源供给系统的重要载体。
2020年9月22日,习近平总书记在第七十五届联合国大会一般性辩论上郑重提出3060“双碳目标”,氢能与储能变革领域被列入国家“十四五”和“2035远景目标”未来产业规划;国家发改委等多部委相继出台的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035)》,正式开启了氢能与燃料电池国内产业化的大潮。目前的氢能与燃料电池应用技术,仅在交通领域获得了极大的推动与发展,但在社会需求最大、碳排放量最高、人类最基本生活保障的电能与热能领域,我国尚无清晰的发展路线图。
基于燃料电池的清洁、高效热电联供技术,欧、美、日、韩等国处于全球领先地位。作为全球小型热电联供的最大市场,日本的爱信精机株式会社(Aisin Seiki)家用固体氧化物燃料电池热电联供和松下家用低温质子交换膜燃料电池系统Ene-Farm项目已部署了超过40万台套,松下Ene-Farm家用低温质子交换膜燃料电池系统已开始布局我国市场(已在佛山形成20套的场景示范);东芝也推出H2Rex系列系统,用于零售店和酒店等小型商业应用。美国和韩国专注于开发兆瓦级的大型燃料电池分布式发电站系统,Bloom Energy、FuelCell Energy、LG、斗山等企业均有布局。FCH-JU也在欧盟启动了Ene.field示范项目,支持1046套300W-5kW的PEM和SOFC Micro-CHP系统。
近年来,从政策到企业示范,我国燃料电池热电联供的场景应用正逐渐铺开。政策层面,《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》提出,要因地制宜布局氢燃料电池分布式热电联供设施。刚刚发布的十四五“氢能技术”重点科技专项中也明确了兆瓦级热电联供系统的研发与应用示范。地方层面,目前包括四川、辽宁、北京、珠海、深圳、潍坊、嘉兴等在内的13个省、40多个市县都在积极推进氢燃料电池热电联供项目的发展,并提出了具体的补贴政策和目标。2022年热电联供的示范项目加速投运:世界首个含氢燃料电池热电联供系统的实用化零碳智慧能源中心--榆林科创新城零碳分布式智慧能源中心示范项目建成投运。2022年2月,潍柴首款SOFC热电联供系统潍坊投运。2022年8月,中国东方电气集团向长江三峡集团批量交付氢燃料电池热电联供装备系统。2022年11月北京海得利兹首款高温质子交换膜燃料电池热电联供系统PPtec-5投入使用。近日,豫氢动力中标焦作煤业集团开元化工氢燃料电池发电系统公开招标项目,是我国氯碱工业副产氢作为能源加以综合利用的重要尝试。
目前已开展的热电联供技术主要是基于固体氧化物燃料电池(700~1000℃)或者低温质子交换膜燃料电池(≤80℃)。但我国的固体氧化物燃料电池由于大功率和量产工艺不成熟等原因短期内还需持续开展原材料与成熟器件研发等。低温质子交换膜燃料电池量产工艺基本成熟,但由于其运行温度低,尾热品质低,对纯氢依存度高等问题,大规模推广存在市场阻力。高温膜燃料电池(130~180℃)热电联供系统可以使用工业副产氢和重整氢源,综合效率高,若能加快布局,将是清洁供热供电的理想技术之一。
下一条:工业副产氢利用现状
