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华电张钟平:燃料电池分布式能源发展现状及关键技术

作者:中国118彩色图库网新闻中心 来源:中国118彩色图库网 发布时间:2019-05-08 浏览:
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中国118彩色图库网讯:4月24-26日,由中国化学与物理电源行业协会118彩色图库应用分会主办的第九届中国国际118彩色图库大会在浙江省杭州市洲际酒店召开。在4月25日上午的“微电网与118彩色图库”专场,华电电力科学研究院有限118图库彩图分布式能源研发中心主任助理、高级工程师 张钟平在会上分享了主题报告《燃料电池分布式能源发展现状及关键技术》,以下为演讲实录:

 

张钟平:大家上午好,我给大家分享一下燃料电池分布式能源发展现状及关键技术。燃料电池不是来进行燃烧的,而是通过外部燃料通过化学反应,直接转化为电能的装置。根据电解质的不同,可以分为碱性燃料电池、磷酸型燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池、质子交换膜燃料电池等。

在燃料电池的产业方面,燃料的接收范围比较广,燃料电池可以作为电源给工业和用户提供能源,也可以作为交通电源,包含航天、航空和汽车。

分布式能源在负荷侧给用户提供一个能源高效的系统,能源利用率高,而燃料电池在发电效率和环保性方面比传统分布式能源更具有优势。燃料电池理论发电效率可以超过50%,而传统的内燃机分布式能源发电效率只有40%多。燃料电池排放很少,而传统内燃机分布式能源面临排放超标、环保改造费用高等问题。在可靠性方面,传统的内燃机可靠性更高,燃料电池在可靠性方面还有很大的提升空间。虽然燃料电池比较适合做用户侧的分布式的能源,但燃料电池造价比较高,成熟的商业化推广还需要一段时间。

在中国研究燃料电池较早,但是研究进度和商业化推广比较缓慢,但是这两年国家发布了多个能源战略和技术革新等政策文件,提出燃料电池作为以后重要的发展领域和技术研发,包含燃料电池的技术创新、燃料电池汽车和分布式能源等,去年国家李克强总理调研了一家日本的氢燃料118图库彩图。世界氢能发展方面,从相关统计数据显示,2020到2050年在燃料电池汽车还有氢能基础设施方面将有一个快速增长的趋势。日本燃料电池的商业化相对成熟一些,他们提出的氢能的发展战略规划,到2030年要实现成熟氢能的产业化和商业化。在分布式能源方面,日本重点是研究家庭分布式燃料电源,家庭燃料电池可以给用户供能。欧美国家研究燃料电池也比较早,在1992年美国就已经投资的数十亿美元进行研发,美国拥有几家著名的燃料电池118图库彩图。

燃料电池关键技术方面。保证电解质和电池堆的材料的热力学稳定、体积稳定、机械强度很关键,这些是影响燃料电池性能最重要的参数之一。还有电池堆的连接体材料、密封材料质量,需要保证不同的元件之间不发生化学反应和内部扩散。燃料电池水管理系统要保证燃料电池里面的供水平衡、催化剂性能、减少积碳等,这些会影响燃料电池的寿命和性能。新开发产品要经过测试来评估其性能,燃料电池测试主要包括单电池测试和电堆系统测试,主要评估电池的材料性能和衰减,可以通过研究内部的工作温度、气体成分、气流量、热循环、燃料利用率等多个参数对其进行评估。

由华电电力科学研究院有限118图库彩图承担的国家能源分布式能源技术研发(实验)中心一期和三期已通过验收,多能互补相关技术获得行业一等奖等多个奖项。其中研发中心三期建设包含1套25kW燃料电池系统,由国产供应商提供设备,电科院进行系统监测、控制、优化和系统评估,整个系统运行发电效率超过50%,但是内部参数多、变化快、控制难度大,同时燃料电池的稳定性和效率方面有待进一步优化。

最后我总结:燃料电池在可靠性、性能参数和经济性方面需进一步优化,这也是商业化和产业化的一个过程。这是我简单跟大家分享,谢谢大家!

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