燃料电池之所以火起来了,是因为它确实能解决现在内燃机和电动车的痛点,而且可以利用谷电和废电制氢,达到储能的目的。
因此本文分为两部分,分别介绍氢气作为储能和作为燃料电池的作用。
储能部分先讲氢气的优点:来源广泛,非常广泛,工业副产氢,煤制氢,天然气制氢,技术都很成熟,特别是工业副产氢,如焦炉煤气里的氢,这些氢气在工艺上用不到,附近也没有化工厂需要,以前都是直接当做燃料烧掉,利用价值不比同等热值的煤炭高,但是提纯一部分做燃料电池的燃料,剩下的还是当燃料烧掉,也就提高了副产品的价值。风电,水电,光电,都有发电不稳定的问题,时高时低,发出来的电用不掉就只能浪费掉。
由于电解水装置的调节能力通常较强,相应速度快,(但是效率较高的SOEC需要高温,调节能力可能比较差)可以利用这部分电来电解水制氢,实现能量的储存。火电厂在夜间时,由于符合低,需要减负荷运行,减负荷就会偏离最佳工况,发电效率就会降低,同样的,如果保持高效率运行,由于效率提高多产的电力用来电解水制氢,也就实现了能量的储存。
最终是否利用氢气储能的决定性因素只有一个... 就是钱... 因为储能的方法有很多,利润最高的最好... 只要制氢储氢能赚到最多的钱,电厂就会采取用氢气储能的方案,如果不能,就会采用如抽水,蓄热一类的方案进行储能,如果储能反而会亏钱,企业会直接放弃储能。
如果氢燃料电池兴起,那么高纯氢气的销路就有保障了,那么就有更大的概率,企业会选择氢气储能。再来讲讲缺点:储存和运输是最大的痛点,世界上应该再难找到比氢气更易爆的气体了,因此安全要求高;世界上也找不到比氢气更轻的气体了,因此即使高压运输,占用体积也很大;由于需要超高压运输,压缩机要求也很高。
因此,氢气的经济运输半径很小,而产氢的地区通常又与用氢的地区相去甚远...可以这样理解,如果氢气方便储运的话,现在的副产氢气的化工厂何必把珍贵的氢气白白烧掉,而不是卖给其他有需要的化工厂呢?因为运费太高把白菜都盘成了黄金价,需要氢气的化工厂,通常都选择了自己在现场用甲醇或天然气制氢...因此,虽然制取合格氢气实际成本很低,但是难点在运输和存储上,即使用新能源的废电这种几乎免费的方式来制氢,也面临运输和存储成本高的问题。