曹仁贤：未来的氢能发电站
发布日期：2020/8/25
随着燃料电池技术的迅速发展，氢的应用场景越来越广泛，氢能将成为21世纪除了电能以外最重要的二次能源。
氢既可以通过燃料电池发电，用于交通设施，如船舶、轨道车辆、重载卡车、公共交通等移动场所，又可以作为最清洁的燃料使用。
燃料电池发电系统能够用于固定的大规模发电厂吗？
关于这个命题，很多人认为没有经济性：
用太阳能、风力发电电解水产生氢气，效率约70%，再利用燃料电池发成电，效率约50%，也就是说从电到氢、氢再到电的转换效率仅35%。因此，大多数专家并不认同氢能发电的经济性。
然而，事实并非如此！
氢能发电系统有着广泛的应用前景。由于氢气可以压缩或液化储存，因此氢能发电有着非常卓越的季节能效比。在枯水期、无风季节利用储存的氢气发电，也可与电化学储能形成互补，为电力系统减排做出决定性贡献。氢能发电站除了提供电力以外，还可以向工业及居民用户供热，热电联供效率可以达到85%以上。
氢能发电的氢气来源于化石能源或可再生能源电解水，化石能源制氢虽然具有成本优势，但制备过程将产生大量的温室气体；可再生能源电解水制氢虽然耗电量大，但无污染、零排放，因此前途无量。
由于光伏发电成本逐年降低，未来中午时段太阳能发电将非常廉价，甚至接近零成本，届时电解氢的成本将下降到5元/kg。如果将中午制备的绿氢利用燃料电池并网发电，其发电成本可降至约0.5元/kWh，由于没有任何污染和排放，氢能发电站将比天然气发电、燃煤发电更有竞争力。即使使用部分来源于化石能源的尾氢，氢能发电也可以中和部分碳排放，降低碳污染。
锂电池储能系统无论是功率还是能量的扩容都非常不方便、不经济，而氢气存储的时长仅取决于容器的数量，这意味着发电机组可以将功率和发电持续时间完全解耦，实现氢能大规模存储。在风光水资源比较差的季节，或在连续阴雨的夜晚，氢能发电将弥补太阳能、风能、化学储能的短板，提供稳定、持续、可控的电力。
值得欣慰的是，韩国今年有一座50MW的氢能发电站已并网运行，阳光电源公司也将有一座500kW的氢能发电站并网运行。相信氢能发电站最终可替代燃煤、燃气发电，成为21世纪最清洁稳定的发电站。
来源：智汇光伏
