來源：中國(guó)能源報(bào)

近兩年來，隨著氫能產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，氫能熱電聯(lián)供技術(shù)開始受到企業(yè)關(guān)注，多家企業(yè)陸續(xù)布局。日前，焦作煤業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司發(fā)布消息稱，公司氫燃料電池?zé)犭娐?lián)供示范項(xiàng)目已開工，項(xiàng)目總體建設(shè)規(guī)模為4MW氫燃料熱電聯(lián)供項(xiàng)目，項(xiàng)目建成后，不僅可以覆蓋周邊燃料電池車輛用氫需求，還可以同時(shí)為廠區(qū)解決2MW的供電以及約7GJ/h的余熱回收。

氫能熱電聯(lián)供技術(shù)便于開展分布式布局，適合靠近用戶的千瓦至兆瓦級(jí)分布式發(fā)電系統(tǒng)，被認(rèn)為是燃料電池技術(shù)在非交通領(lǐng)域的重要應(yīng)用之一。那么，該項(xiàng)技術(shù)當(dāng)前進(jìn)展如何？是否能夠大規(guī)模推廣？

已有多個(gè)項(xiàng)目落地

燃料電池?zé)犭娐?lián)供是指利用燃料電池發(fā)電技術(shù)實(shí)現(xiàn)向用戶供給電能和熱能的一種能源供給技術(shù)，能源綜合利用效率一般高達(dá)90%以上。早在去年3月，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃（2021—2035）》中就提到，要“根據(jù)各地既有能源基礎(chǔ)設(shè)施條件和經(jīng)濟(jì)承受能力，因地制宜布局氫燃料電池分布式熱電聯(lián)供設(shè)施，推動(dòng)在社區(qū)、園區(qū)、礦區(qū)、港口等區(qū)域內(nèi)開展氫能源綜合利用示范。”

據(jù)了解，目前已有多個(gè)氫燃料電池?zé)犭娐?lián)供示范項(xiàng)目落地。去年7月6日，國(guó)內(nèi)首座兆瓦級(jí)氫能綜合利用示范站在安徽六安投運(yùn)，標(biāo)志著我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)兆瓦級(jí)“制氫—儲(chǔ)氫—氫能發(fā)電”的全鏈條技術(shù)貫通。據(jù)了解，該示范站主要配備兆瓦級(jí)質(zhì)子交換膜制氫系統(tǒng)、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)和熱電聯(lián)供系統(tǒng)等，年制氫可達(dá)70余萬標(biāo)立方、氫發(fā)電73萬千瓦時(shí)。所制氫氣可在氫燃料電池車、氫能煉鋼、綠氫化工等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，氫能發(fā)電可用于區(qū)域電網(wǎng)調(diào)峰需求。同年8月，陜西榆林科創(chuàng)新城零碳分布式智慧能源中心示范項(xiàng)目建成投用。項(xiàng)目利用榆林豐富的太陽能資源發(fā)電制氫，加上榆林氫能供應(yīng)鏈生產(chǎn)的氫，通過氫燃料電池系統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)，將氫能轉(zhuǎn)化為電能和熱能；為建筑供應(yīng)日常用電、夏季制冷和冬季取暖。項(xiàng)目可再生能源綜合利用率達(dá)100%、能源綜合使用效率超過90%，實(shí)現(xiàn)零碳智慧供能。

除上述項(xiàng)目之外，三峽集團(tuán)、中國(guó)華電、南方電網(wǎng)等也布局了氫燃料電池?zé)犭娐?lián)供相關(guān)項(xiàng)目。

經(jīng)濟(jì)性待提升

在多位業(yè)內(nèi)人士看來，目前我國(guó)氫燃料電池?zé)犭娐?lián)供技術(shù)經(jīng)濟(jì)性待提升。據(jù)了解，氫燃料電池?zé)犭娐?lián)供技術(shù)在歐洲和日韓發(fā)展較好。以日本為例，主要是戶用氫燃料電池?zé)犭娐?lián)供設(shè)備，以天然氣作為原料，重整制氫后為家庭發(fā)電和供熱。一旦電網(wǎng)出現(xiàn)間歇性的中斷，氫燃料電池?zé)犭娐?lián)供設(shè)備可作為備用電源，不影響居民生活。此外，日韓和歐洲電價(jià)相對(duì)較高，采用氫燃料電池?zé)犭娐?lián)供路線是可行的。

中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)低碳融合發(fā)展研究院執(zhí)行院長(zhǎng)張真介紹：“雖然氫燃料電池?zé)犭娐?lián)供系統(tǒng)的綜合轉(zhuǎn)化效率能達(dá)到90%左右，但其中有一半轉(zhuǎn)化為熱，氫轉(zhuǎn)化為電的效率也就50%左右，如果單看電這塊的轉(zhuǎn)化效率，實(shí)際上還是比較低的。”

張真以戶用項(xiàng)目為例給記者算了一筆賬：按1公斤氫氣20元來算，1公斤氫氣大概能發(fā)15度電，平均一度電是1塊多錢，不比直接用電和熱便宜，因此目前大規(guī)模戶用推廣氫燃料電池?zé)犭娐?lián)供不太具備可行性。

“集中式氫能熱電聯(lián)供的經(jīng)濟(jì)性比戶用的相對(duì)要好，但商用也難，比如工業(yè)園區(qū)，它對(duì)熱品位要求普遍是高的，但熱電聯(lián)供提供的熱能也就60度左右，一般只能滿足生活用熱。商用場(chǎng)景目前主要適合作為數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院、應(yīng)急等場(chǎng)景的備用電源。”張真指出。

在適宜場(chǎng)景推廣

長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，氫燃料電池?zé)犭娐?lián)供技術(shù)大有用武之地。

東方電氣（成都）氫燃料電池科技有限公司相關(guān)人員表示：“從能量轉(zhuǎn)化效率上看會(huì)有損失，但不能忽視它還有一個(gè)儲(chǔ)能功能。比如，可再生能源發(fā)的電，多余的能量能夠以氫的形式儲(chǔ)存起來，需要的時(shí)候再通過燃料電池發(fā)電再次利用。氫儲(chǔ)能和電化學(xué)儲(chǔ)是不同的利用形式。”

張真認(rèn)為，對(duì)于家用場(chǎng)景來說，氫燃料電池?zé)犭娐?lián)供技術(shù)探索的是對(duì)燃?xì)獾奶娲窂健?ldquo;面向未來碳中和社區(qū)，可以通過城鎮(zhèn)輸氫管道的建設(shè)，在天然氣管道里摻氫或使用純氫管道，逐步加大對(duì)天然氣的規(guī)?；娲?。”

在多位業(yè)內(nèi)人士看來，目前氫燃料電池?zé)犭娐?lián)供在家用場(chǎng)景中不太具備大規(guī)模推廣的可能性，但商用的一些黑啟動(dòng)場(chǎng)景是具備推廣的可能的。比如必須24小時(shí)保證供電的數(shù)據(jù)中心、醫(yī)院，可以配上氫的熱電聯(lián)供系統(tǒng)。另外，部分資源條件好的工商業(yè)場(chǎng)景，也有一定推廣性，因?yàn)橛秒娏扛?，?duì)設(shè)備的運(yùn)行效率會(huì)更有保障。還有一些比較適配的獨(dú)特場(chǎng)景，比如化工園區(qū)，若有非常便宜的副產(chǎn)氫，也可以探索推廣應(yīng)用。

“在特定的零碳園區(qū)、碳中和社區(qū)，可以把熱電聯(lián)供相關(guān)的技術(shù)路線納入設(shè)計(jì)。此外，針對(duì)一些特定的適用場(chǎng)景，比如一些偏遠(yuǎn)的地區(qū)，離島、蒙古包等，也可以進(jìn)行適當(dāng)推廣。”張真說。