新能源發(fā)展如火如荼,帶動了社會能源轉(zhuǎn)型的加速,綜合能源站作為一種集成多種能源形式的設(shè)施,對于清潔、高效的制氫技術(shù)有著迫切需求。
AEM(陰離子交換膜)電解水制氫技術(shù)憑借能源靈活適配、制氫效率可觀、安全系數(shù)高、空間與環(huán)境適應(yīng)性好等優(yōu)勢,成為深度契合綜合能源站能源轉(zhuǎn)換和存儲需求的技術(shù)選擇。
一、備受青睞的綜合能源站
隨著社會生產(chǎn)力發(fā)展,人類開發(fā)應(yīng)用的能源種類不斷增多,而相應(yīng)的供給端呈現(xiàn)不均衡態(tài)勢,各類能源在供給側(cè)各自發(fā)展,一定程度上限制了能源利用率;而社會綜合用能的需求不斷增長,不同用戶的能源需求也日漸多樣化,因此,旨在整合石油、電力、天然氣、熱能等多種能源形式,實現(xiàn)能源高效轉(zhuǎn)換、存儲和分配的綜合能源站一經(jīng)推出,便已得到市場與用戶的高度青睞。
二、AEM 在綜合能源站的適配性
1、能源靈活適配
1.1、適應(yīng)多種電力來源
綜合能源站通常具備多種電力供應(yīng)方式,包括電網(wǎng)供電、分布式可再生能源(如太陽能、風(fēng)能)以及余熱發(fā)電等。AEM 電解水制氫系統(tǒng)啟停速度快,能充分適應(yīng)可再生能源的間歇性與波動性,可以根據(jù)綜合能源站的電力供應(yīng)情況靈活運行,在電力富余時段(如可再生能源發(fā)電高峰期)利用谷價電或棄電進(jìn)行制氫,直接加注或通過燃料電池在峰價時放電應(yīng)用,實現(xiàn)能源的存儲和轉(zhuǎn)化,提高能源綜合利用率。
1.2、耦合其他能源系統(tǒng)
AEM電解水制氫系統(tǒng)作為氫能源產(chǎn)出端,能與其他能源系統(tǒng)深度兼容。目前已落地驗證的的應(yīng)用有結(jié)合天然氣系統(tǒng),運用摻氫天然氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電,能夠提高發(fā)電效率并降低碳排放;與熱能系統(tǒng)集成,利用電解過程產(chǎn)生的廢熱為站內(nèi)的供熱或制冷系統(tǒng)提供熱能,可實現(xiàn)能源的梯級利用。
2、制氫效率與規(guī)模
2.1、較高的制氫效率
AEM電解水制氫技術(shù)在理想工況下,具有較高的電流效率和較低的電解電壓,從而能夠?qū)崿F(xiàn)較高的制氫能效。穩(wěn)石氫能AEM電解水制氫的能耗可降低至4.1kW/Nm3左右,系統(tǒng)綜合轉(zhuǎn)換效率可達(dá)85%,這對于綜合能源站降低運營成本、提高能源轉(zhuǎn)換效率具有重要意義。
2.2、靈活調(diào)整制氫規(guī)模
綜合能源站對氫氣的需求一般會隨季節(jié)、用戶類型以及能源市場情況等因素而變化。穩(wěn)石氫能AEM電解水制氫系統(tǒng)撬裝集成靈活,模塊化設(shè)計可以便捷實現(xiàn)電解槽數(shù)量的增減,實現(xiàn)制氫能力的調(diào)整,以滿足不同工況下的氫氣需求,從千瓦級的小型分布式制氫裝置到兆瓦級的大型集中式制氫系統(tǒng)均可快速完成。
3、安全性與可靠性
3.1、操作安全性高
AEM電解水制氫運行條件相對溫和,電解槽的工作溫度和壓力一般較低,相比于高壓、高溫的水電解技術(shù),AEM制氫系統(tǒng)顯著降低了制氫安全風(fēng)險。此外,陰離子交換膜的使用避免了強(qiáng)堿性電解液的腐蝕性,提高了系統(tǒng)操作安全性。
3.2、可靠性強(qiáng)
穩(wěn)石氫能采用了獨特的結(jié)構(gòu)進(jìn)行化學(xué)聚合,獲得了具有本征微孔的高強(qiáng)度不易變形的陰離子交換膜,該膜材具備更高的拉伸強(qiáng)度,同時保持了較高水平的離子電導(dǎo)率,性能優(yōu)于行業(yè)平均水平,能確保在復(fù)雜工況下長期穩(wěn)定安全運行。
除此自外,穩(wěn)石氫能自主開發(fā)的集控系統(tǒng)具備完善的監(jiān)測與控制功能,可以實時監(jiān)測電解槽的運行狀態(tài),通過強(qiáng)化系統(tǒng)集控邏輯,重視控制信號(如電壓、電流、溫度、壓力、液位、循環(huán)水流量、電導(dǎo)率檢測等)應(yīng)對,提升產(chǎn)品安全性;同時采用恒壓爬坡,逐步升壓,恒流控制等穩(wěn)健控制策略,確保系統(tǒng)穩(wěn)定運行,滿足綜合能源站對氫氣持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)的要求。
4、空間與環(huán)境適應(yīng)性
4.1、占地面積小,節(jié)約土地資源
隨著城市土地資源的日益緊張,綜合能源站對設(shè)備的占地面積要求也越來越嚴(yán)格。穩(wěn)石氫能AEM電解水制氫系統(tǒng)采用緊湊的模塊化設(shè)計,占地面積較小,適合在空間有限的綜合能源站內(nèi)進(jìn)行安裝和布置,有利于綜合能源站的整體規(guī)劃和布局。
4.2、環(huán)境友好
AEM電解水制氫的副產(chǎn)物為氧氣與部分水,不會對環(huán)境造成污染,十分契合綜合能源站追求綠色、低碳發(fā)展的理念;且采用電解水制氫技術(shù)也有助于提升綜合能源站的環(huán)保形象,滿足日益嚴(yán)格的環(huán)境法規(guī)要求。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和研發(fā)投入的逐步增加,穩(wěn)石氫能AEM電解水制氫技術(shù)將不斷攻關(guān)技術(shù)應(yīng)用難點,力爭在綜合能源站領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用和推廣,為全球能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。