制氢储能技术在我国新能源发电的研究

制氢储能技术在我国新能源发电的研究

赵亮

关键词：制氢储能技术;我国;新能源;研究

在制氢储能的过程中，新能源的整体发电效率还不够高。为了能够使得整体的制氢储备效率得到相应的提升。在整体的能源分配上，需要对能源的不平衡分配进行整体性的分析。同时，对于新能源要对其主要的特点进行较为明确的把握。

一、制氢储能技术的整体应用概况

1.1制氢储能的参数计算

在制氢储能技术的整体应用过程中，通常需要采用多种不同的方案让我国新能源发电的效率得到显著性的提高。但在实际的应用过程中，其同样会面临诸多的问题。因此，为了能够使得制氢储能技术的整体应用效果更为突出，需要结合新能源的发电情况使得制氢储能

根据酒泉风电基地目前的投产单个20万kW风电场能够对制氢的实际收益进行计算。目前能够被利用起来的小时数大约为2200h，在不考虑限负荷等因素的情况下，可以使得年理论发电量达到4.8亿度，2012年上半年到目前为止的实际发电量平均为16000万度，如果使用风电制氢，可以使得全年的发电量预计达到32000万度，这样无法将剩余的1.6万度风电用来制氢，根据电解水能够产生1立方米的氢气会消耗电量为5度，辅助能耗大约为10%，经过对于氢源的加压、提纯和储运等工序，大约消耗的电量大约为1度，按照6.5度能够对消耗电量的总体进行计算。【1】这能够产生2460万m3的氢，根据目前的市场标准进行计算，按照每瓶装入6m3的体积，标准的氢气瓶压力一般为150kg/m2，容积大约为40L，每瓶氢气的电解价格为48元，按照2010年4月份的价格进行计算，48元×410万瓶=19680万元。主要是在制造氢气时生产的氧气收入，另外，氧气在每产生1立方米氢气的同时还会产生0.45m3氧气，大约为2460×0.45=1107万m氧气，则1107万m3氧气/6=185万瓶氧气，按照2010年4月的价格进行计算，每瓶氧气可以卖到16元，则185万瓶×16元=2960万元，根据上述的风电制氢、制氧等方式，在一年内将两项相加的总数为19680+2960=22640万元，这样能够产生十分显著的经济效益。

1.2制氢储能的整体效益

根据投资回报进行分析：只要对风电场投入灌装设备、存储设备、制氢设备等即可，将设备的容量扩大到1kW时，大约需要投入3000元，按照5万容量的设备进行计算，则需要投入的设备费用为15000万元，加上人员的工资等生产费用为5000万元，一年就可以将成本收回。这样一来每年大约能够节约1.6亿度电，20年内总体减少的二氧化碳相当于14.8万t×20年=296万t二氧化碳，这个二氧化碳的减排数量非常可观。但存在耗能大、安全稳定性能差、氢储存技术成本昂贵等方面的制约因素，为了解决该问题，伦敦大学学院的鲁特福德•艾普顿实验室和牛津大学的科学家们致力研究出了一种把高密度的氢挤压进极小水珠的方法，这样的储氢能会以液态的形状倒出或泵进油箱，这样能够很好的解决氢气存储的问题，使得氢燃料的全方位普及迈入了一个全新的阶段。形成了一种以小水珠为核心的纳米结构氢化物，外壳是一种高分子聚合物构成的氢化物载体，构成一种易燃料。【2】

二、制氢储能技术在我国新能源发电中的应用

2.1人造氢储能的应用

根据2011年1月30日英国《每日邮报》的报道，科学家们将这种氢燃料称为“人造汽油”，并在2012年进行整体道路测试。

如果拥有较好的测试结果，则能够在未来的3~5年内看到烧“人造汽油”的汽车了。如果大力的推广此项成熟的技术，能够对制氢的储存带来非同凡响的意义。在对这种燃料进行燃烧时，由于主要成分为氢气，则不会产生有害气体，不会对环境造成一定的影响。【3】在对“人造汽油”的配方进行改良，研究人员可以将其直接应用在某些并没有经过改装的汽车引擎内，这使得电动汽车的应用较为方便。从某种意义上来说，氢气是一种完美的燃料。它的单位重量是一般汽油的3倍，但是排放量却为零。在运用此项技术的过程中，并不需要特别先进的技术。而是将各种技术在氢能源应用技术和电解技术的基础上进行组合，在进一步提升转换效率的基础上以满足全社会的能源需求。

三、制氢储能的技术在我国新能源发电的展望

对于制氢储能技术在未来的应用前景相当大。尤其是在氢能源的分解储能上，其不仅能源量巨大，而且如果真的形成了能源的转化。那么将是我国能源史的一个重大突破。在制氢储能的体系上，需要不断增强。从化学的能量转化中，我们可以得知水能够分解为氧气和氢气。如果能够利用低成本的催化剂，让水能够直接催化反应为氢气和氧气。那么未来，能源问题必然能够得到重大的突破和解决。从客观的角度上来讲，虽然该种催化反应不符合能量守恒定律。但从主观上来看，其依旧是未来能源得到突破的重大方向。因此，制氢储能技术在未来的应用前景十分巨大。

四、结语：

制氢储能技术在我国新能源发电的研究十分关键，其能够使得整体的发电效率得到相应的提升。在进行制氢储能的过程中，需要采用多种不同的方式让整体的储能效果得到相应的增加。同时，对于制氢储能的整体参数需要得到综合性的增强。对于人造氢储能的应用需要结合其相应的应用方式加强整体的应用效果。最终使得制氢储能的应用效率得到全面性的增强。

参考文献：

[1]林旭清,张思雨,孙权,张虹.新能源发电制氢储能技术探究[J].科技资讯,2015,13(24):25-26.

[2]袁铁江,胡克林,关宇航,董小顺,孙谊媊,梅生伟.风电–氢储能与煤化工多能耦合系统及其氢储能子系统的EMR建模[J/OL].高电压技术,2015,41(07):2156-2164.

[3]高小淇.可再生能源电站采用制氢储能解决限电问题的技术分析[A].中国电机工程学会电力信息化专业委员会.2013电力行业信息化年会论文集[C].中国电机工程学会电力信息化专业委员会:,2013:3.