碳中和下可再生能源制氫大有可為！走進(jìn)陽光電源光儲(chǔ)網(wǎng)制氫示范站
來源：陽光電源 2021-03-22
自2020年9月我國提出2030年碳達(dá)峰、2060年碳中和目標(biāo)以來，儲(chǔ)能、氫能受到廣泛重視。中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所俞紅梅提出，可再生能源制氫技術(shù)未來可以用到發(fā)電儲(chǔ)能，可以替代天然氣、石油，為碳中和做出貢獻(xiàn)。目前可再生能源制氫技術(shù)應(yīng)用效果、制氫成本是業(yè)內(nèi)關(guān)注焦點(diǎn)。
3月19日，北極星儲(chǔ)能網(wǎng)受陽光電源邀請走進(jìn)了企業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)并實(shí)地參觀可再生能源制氫示范站，實(shí)地了解陽光電源在儲(chǔ)能及制氫領(lǐng)域的戰(zhàn)略布局和技術(shù)應(yīng)用。
儲(chǔ)能未來市場增速與市場容量值得期待
陽光電源以逆變器起家、深耕新能源領(lǐng)域多年，業(yè)務(wù)布局覆蓋光伏、儲(chǔ)能、風(fēng)電及氫能，形成了能源裝備生產(chǎn)與電站開發(fā)設(shè)計(jì)兩大板塊。
據(jù)陽光電源負(fù)責(zé)人介紹，2015年陽光電源和三星SDI成立合資公司，同年開始部署儲(chǔ)能業(yè)務(wù)。目前陽光電源的鋰電池產(chǎn)品主要有三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池，合計(jì)年產(chǎn)能達(dá)到5GWh，其中三元鋰電池產(chǎn)品具有大功率充放電、高能量密度等特點(diǎn)，主要面向海外市場，磷酸鐵鋰電池產(chǎn)品最大優(yōu)勢是長壽命，循環(huán)次數(shù)可達(dá)8000次以上。
儲(chǔ)能系統(tǒng)集成方面，陽光電源可以提供涵蓋發(fā)電側(cè)到電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)全場景的儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案，系統(tǒng)集成能力達(dá)到年產(chǎn)6GWh，2020年陽光電源儲(chǔ)能全球出貨量已達(dá)到800MWh。
陽光電源董事會(huì)秘書解小勇先生認(rèn)為，儲(chǔ)能的市場空間未來會(huì)比光伏更大，儲(chǔ)能未來整個(gè)市場增速及未來的市場容量，都很值得期待：“陽光電源在這個(gè)（儲(chǔ)能）層面上布局的很早，目前我們處在行業(yè)領(lǐng)先位置。這也會(huì)為陽光電源未來業(yè)務(wù)增長、利潤增長，帶來很大的貢獻(xiàn)。”
具備制氫全套解決方案供貨能力
目前電化學(xué)儲(chǔ)能主要解決短時(shí)間段的電力負(fù)荷峰谷挪移，而氫能因具有能量密度大的天然優(yōu)勢，未來在季節(jié)性的長時(shí)間儲(chǔ)能領(lǐng)域或?qū)⒕哂袕V闊發(fā)展前景。北極星儲(chǔ)能網(wǎng)獲悉，目前國內(nèi)外傳統(tǒng)電解水制氫大都是從電網(wǎng)取電，據(jù)測算其用電成本占制氫成本的70~80%，成為影響制氫成本的最大因素，也是陽光電源研究制氫技術(shù)的契機(jī)所在。
在陽光電源氫能事業(yè)部氫能系統(tǒng)研發(fā)中心經(jīng)理江才帶領(lǐng)下，我們參觀了位于產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)的光伏變功率制氫示范站。該制氫示范站整體占地面積約2000平方米，于2020年1月開始設(shè)計(jì)建造、2020年6月投運(yùn)，截至目前已進(jìn)行了大量數(shù)據(jù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和測試。
項(xiàng)目光伏裝機(jī)容量647.28kW，采用2088塊310Wp組件、國內(nèi)主流的1500V光伏系統(tǒng)。核心制氫部分采用集裝箱布置，通過DC/DC電源將100Nm3的堿水制氫裝置與光伏系統(tǒng)連接，在轉(zhuǎn)換電壓等級(jí)的同時(shí)，還能在光伏功率波動(dòng)下最大限度提升系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率，提升系統(tǒng)制氫能力。
該項(xiàng)目的一大特點(diǎn)是配置了274kWh儲(chǔ)能系統(tǒng)，組成了光儲(chǔ)網(wǎng)多模式混合制氫系統(tǒng)。其中儲(chǔ)能系統(tǒng)可以將早上和傍晚功率比較低的光伏發(fā)電量收集起來到中午集中釋放，也可以在中午陽光條件好、647kW光伏板滿功率運(yùn)行時(shí)，將高于電解槽額定功率的多余能量儲(chǔ)存在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，待制氫功率不滿時(shí)再進(jìn)行釋放，進(jìn)一步提升轉(zhuǎn)換效率。
根據(jù)半年多的測試經(jīng)驗(yàn)及測算，在此套制氫系統(tǒng)中，2kg的原料水經(jīng)過凈化處理、大約用4.9~5.1kWh的電可生產(chǎn)1m3的氫氣，氫氣純度可達(dá)99.999%，并以氣態(tài)形式儲(chǔ)存在10m3、2兆帕的儲(chǔ)氫罐中。此外項(xiàng)目配置一套50kW燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，每立方米的氫氣可產(chǎn)生1.2~1.3kWh電能，轉(zhuǎn)換效率為45%左右，和國際上燃料電池轉(zhuǎn)換效率相當(dāng)。
據(jù)江才說，當(dāng)前業(yè)內(nèi)做的比較好的氫氣售價(jià)約45~50元/kg，其成本分散在制氫和儲(chǔ)運(yùn)、加氫等各個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，其中制氫階段成本占約30～50%。而如果采用加氫站附近或站內(nèi)制氫的模式，則儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)成本大幅降低，陽光電源目前正在規(guī)劃為某加氫站提供1000標(biāo)方的制氫設(shè)備。
陽光電源自2016年開始從事氫能方面技術(shù)研究工作，目前可以對(duì)外可以提供可再生能源制氫整套系統(tǒng)解決方案和關(guān)鍵設(shè)備的供應(yīng)（包含制氫電源、電解槽、輔助系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)等）。
在碳達(dá)峰碳中和宏偉目標(biāo)下，新能源發(fā)電裝機(jī)將持續(xù)大幅增長，未來將對(duì)電力系統(tǒng)構(gòu)成較大挑戰(zhàn)，儲(chǔ)能、氫能將成為助力新能源持續(xù)發(fā)展的新動(dòng)力。中國工程院士衣寶廉提出，氫能、發(fā)展可再生能源制氫有利于解決碳排放問題，有利于解決環(huán)境問題，也有利于解決我國能源安全問題，“要實(shí)現(xiàn)碳中和，就一定要發(fā)展氫能、發(fā)展可再生能源制氫。”
據(jù)國際可再生能源署預(yù)測，2030年可再生能源制氫技術(shù)將再翻一番達(dá)到100GW。在低碳轉(zhuǎn)型的能源發(fā)展浪潮下，陽光電源的可再生能源制氫業(yè)務(wù)將大有可為！
