清潔低碳,安全高效的氫能,被認(rèn)為是解決未來(lái)人類能源危機(jī)最有潛力的能源。近年來(lái),河北建投集團(tuán)搶灘布局氫能新賽道,依托張家口地理環(huán)境優(yōu)勢(shì),建設(shè)崇禮風(fēng)光儲(chǔ)耦合制氫示范項(xiàng)目,將風(fēng)、光制成綠氫,打造氫能創(chuàng)新應(yīng)用標(biāo)桿工程,助力早日實(shí)現(xiàn)“氫能社會(huì)”。《新質(zhì)生產(chǎn)力在國(guó)企》今天請(qǐng)看:風(fēng)光制氫,未來(lái)可期。
追風(fēng)逐日,向“綠”而行。河北建投集團(tuán)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院電工研究所等國(guó)內(nèi)著名高校院所、行業(yè)龍頭企業(yè)開(kāi)展研發(fā)攻關(guān),高標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展清潔能源重大技術(shù)創(chuàng)新,在張家口地區(qū)投資建設(shè)可再生能源制氫項(xiàng)目——崇禮風(fēng)光儲(chǔ)耦合制氫綜合利用示范項(xiàng)目,該項(xiàng)目是在可再生能源制氫行業(yè)所做的一次重大探索和實(shí)踐。
電解水制氫氣,高效又環(huán)保
河北建投新能源有限公司氫能科技發(fā)展中心安全生產(chǎn)主管于智鵬介紹,河北建投崇禮風(fēng)光儲(chǔ)耦合制氫示范項(xiàng)目占地29畝,投資2億元,于2021年12月正式投產(chǎn)運(yùn)行。項(xiàng)目坐落于張家口崇禮區(qū)獅子溝鄉(xiāng)的群山中,這里山青水秀,藍(lán)天白云,白色的風(fēng)車(chē)在山頂成群結(jié)隊(duì)矗立,山腰上的光伏板在陽(yáng)光下熠熠生輝。
于智鵬介紹,氫站建設(shè)有400Nm3/h堿性電解水制氫系統(tǒng),配備了6.8MW風(fēng)電、2MW光伏、1MWh電池儲(chǔ)能,每天可以生產(chǎn)1噸氫氣。該項(xiàng)目是全球首個(gè)通過(guò)直流微網(wǎng)輸電的離并網(wǎng)風(fēng)光耦合可再生能源電解水制氫項(xiàng)目。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),就是通過(guò)直流電網(wǎng)將風(fēng)能、太陽(yáng)能結(jié)合起來(lái),用來(lái)電解水生產(chǎn)氫氣,這種方式不僅高效而且環(huán)保。
走進(jìn)項(xiàng)目制氫車(chē)間,記者看到這里的制氫系統(tǒng)科技感滿滿,左面是核心裝備電解槽,中間是氣液分離裝置,右側(cè)是氫氣純化裝置。于智鵬告訴記者,電解槽充電之后產(chǎn)生氫氣和氧氣,然后進(jìn)入氣液分離器,將汽和水混合狀態(tài)進(jìn)行分離,水會(huì)回到電解槽再電解,實(shí)現(xiàn)循環(huán),氫氣和氧氣接下來(lái)進(jìn)入純化裝置,純化裝置作用就是將氫氣中含有的微量氧和水分清除掉,會(huì)變得非常純凈,達(dá)到99.999%的氫氣。
綠電生產(chǎn)綠氫,儲(chǔ)存周期更長(zhǎng)
氫氣作為一種清潔能源,在燃燒過(guò)程中只會(huì)產(chǎn)生水,沒(méi)有任何污染物。國(guó)家《能源發(fā)展“十三五"規(guī)劃》指出“重點(diǎn)建設(shè)可再生能源大規(guī)模制氫系統(tǒng)"。推進(jìn)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整及綠色低碳發(fā)展是我國(guó)的重要戰(zhàn)略方向,氫能是其中重要組成部分。
河北建投新能源有限公司氫能科技發(fā)展中心主任李振介紹,氫最早是化學(xué)元素、化學(xué)物質(zhì),我國(guó)提出“雙碳”目標(biāo)以后,把氫作為能源來(lái)定義。他認(rèn)為制氫是另一種形式的儲(chǔ)能,相當(dāng)于把一次能源轉(zhuǎn)化氫能,變成二次能源進(jìn)行儲(chǔ)存,儲(chǔ)存周期更長(zhǎng)。
李振介紹,從氫的制備上來(lái)說(shuō),主要是兩種工藝,一種是傳統(tǒng)工藝,主要以煤制氫為主,化工領(lǐng)域大部分都是煤制氫,煤和水在高溫作用下產(chǎn)生氫氣和二氧化碳。這種制氫方式有兩個(gè)缺點(diǎn),一是煤是不可再生資源,第二是會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳。對(duì)應(yīng)傳統(tǒng)的制氫模式,他們提出了新的制氫模式,就是用可再生能源制氫,主要技術(shù)路線就是電解水制氫。
李振說(shuō),為什么叫可再生能源制氫,就是上端利用的是可再生能源比如風(fēng)、光這種新能源,通過(guò)新能源發(fā)出來(lái)的電,然后再電解水制備氫氣。相當(dāng)于把電轉(zhuǎn)化成二次能源氫進(jìn)行儲(chǔ)存。綠電制備綠氫,整體從電到氫,到氫的下游產(chǎn)業(yè)都是非常環(huán)保的綠色的。
綠氫助力冬奧,應(yīng)用范圍廣泛
河北建投崇禮風(fēng)光儲(chǔ)耦合制氫項(xiàng)目,在助力2022年北京冬奧會(huì)做出了突出貢獻(xiàn),冬奧會(huì)期間持續(xù)為核心區(qū)賽事大巴提供綠氫供應(yīng)。李振說(shuō),目前這里生產(chǎn)的氫氣主要就近消納,主要應(yīng)用于交通領(lǐng)域。因?yàn)閺埣铱诒旧硎嵌瑠W城市,現(xiàn)在還在運(yùn)行的氫能大巴都是加注氫能。未來(lái),氫更多是應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域,做工業(yè)原材料,應(yīng)用還是比較廣,交通板塊主要占5%左右。
河北建投集團(tuán)還建成了河北省風(fēng)光儲(chǔ)耦合制氫工程實(shí)驗(yàn)室和河北省風(fēng)電新能源技術(shù)創(chuàng)新中心等多個(gè)科研平臺(tái)。研究滿足基于直流特性的直流微網(wǎng)風(fēng)光儲(chǔ)互補(bǔ)制氫系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)、裝備制造、運(yùn)行控制、能量管理及安全防護(hù)等關(guān)鍵技術(shù)。
河北建投新能源有限公司氫能科技發(fā)展中心電汽運(yùn)行班組梁曉東介紹,綜合實(shí)驗(yàn)樓的研究方向有四個(gè)課題。其中,課題四主要是風(fēng)光儲(chǔ)耦合制氫系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集以及實(shí)施的監(jiān)控中心,實(shí)現(xiàn)對(duì)可再生能源的風(fēng)機(jī)、光伏、儲(chǔ)能設(shè)備以及堿性的電解槽,包括氣液分離器等這些數(shù)據(jù)的全面監(jiān)控。
“產(chǎn)學(xué)研用”聯(lián)合體,氫能全產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展
河北建投集團(tuán)還通過(guò)組織“產(chǎn)學(xué)研用”聯(lián)合體推動(dòng)氫能全產(chǎn)業(yè)鏈快速發(fā)展,實(shí)施可再生能源制氫合成氨、合成蛋白等綠氫消納應(yīng)用示范項(xiàng)目,為推廣綠氫消納場(chǎng)景提供了全新的解決方案。李振介紹,合成蛋白就是利用現(xiàn)有的綠氫再結(jié)合二氧化碳和氨水,通過(guò)生物發(fā)酵的模式制備蛋白,目前來(lái)說(shuō)能達(dá)到飼料級(jí),比如魚(yú)粉。后續(xù)歐洲那邊做實(shí)驗(yàn),能達(dá)到食品級(jí)的蛋白。還有做合成氨、甲醇,延伸氫的產(chǎn)業(yè)鏈。
“氫”風(fēng)憑借力,發(fā)展正當(dāng)時(shí)。未來(lái),河北建投集團(tuán)崇禮風(fēng)光儲(chǔ)耦合制氫基地二期工程完工后,產(chǎn)能將迅速提升,綠氫年產(chǎn)量將迅速突破750噸,減少二氧化碳排放約114萬(wàn)噸。在碳達(dá)峰、碳中和的戰(zhàn)略目標(biāo)引領(lǐng)下,河北建投集團(tuán)將繼續(xù)堅(jiān)持綠色發(fā)展理念,培育發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力,積極探索綠氫一體化發(fā)展模式,同時(shí)將在制氫和氫能利用方面逐步加大科技研發(fā),積極推進(jìn)現(xiàn)代能源體系建設(shè),賦能地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展。
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