建筑領域需要消耗大量的電能和熱能,已與交通領域、工業領域并列為我國三大“耗能大戶”。據《2020中國建筑能耗研究報告》,2018年全國建筑全過程碳排放總量為49.3億噸,占全國碳排放的比重為51.3%,其中建筑運行階段碳排放21.1億噸,占全國碳排放的比重為21.9%,建筑脫碳已迫在眉睫。
氫熱電聯供是解決建筑脫碳問題的最佳方法之一。氫熱電聯供是利用燃料電池技術實現向用戶供給電能和熱能的技術,氫燃料電池作為熱電聯供的能源供給,在為建筑發電的同時,余熱可回收用于供暖和熱水,與傳統的火力發電輸電相比,總效率提高2倍左右。
政策先行
政策方面,目前包括四川、遼寧、北京、珠海等18個省、40多個市縣在氫熱電聯供方面發布了具體的政策目標。今年多個省級政策文件印發,對氫熱電聯供項目布局提出指導意見。
1月3日,甘肅省發布關于氫能產業發展的指導意見積極布局發電領域示范應用。結合增量配電改革和綜合能源服務試點,因地制宜開展氫電融合的微電網示范和氫能熱電聯供應用示范。
1月30日,《江西省氫能產業發展中長期規劃(2023-2035年)》提出因地制宜布局氫燃料電池分布式發電和熱電聯供設施,推動在有需求、有條件的區域開展“冷、熱、電、氫”多能融合互補利用示范,提升終端能源效率和低碳化水平。
2月16日,青海省氫能產業發展中長期規劃(2022-2035年)》中提出,在海東零碳產業園和省內大數據中心,建設燃料電池分布式發電站,作為內部調峰及備用電源的重要支撐。打造以氫能和燃料電池技術為核心的分布式能源體系,鼓勵發展模塊化、高效率的燃料電池裝置及熱電聯供系統。
8月30日新疆印發《自治區氫能產業發展三年行動方案(2023—2025年》,提出開展氫電融合微電網示范,推動燃料電池熱電聯供應用實踐。鼓勵相關企業開展氫燃料分布式發電系統、熱電聯供系統等裝備制造業務。
9月7日,浙江省印發了《浙江省氫能裝備產業發展行動方案(2023-2025年)》的通知。提出推動燃料電池熱電聯供系統在用戶側的應用,鼓勵大數據中心、醫院和城市綜合體等能源消耗量大的應用場景,布局分布式氫能發電試點工程。
11月6日,廣東省加快氫能產業創新發展意見的通知,提出因地制宜布局燃料電池分布式熱電聯供設施,建設固體氧化物燃料電池(SOFC)發電系統,推動在社區、園區、礦區、港口等區域內開展氫能源綜合利用示范。
11月8日,北京市發展改革委、市規劃自然資源委等十部門發布《關于全面推進新能源供熱高質量發展的實施意見》,其中提到:鼓勵氫能熱電聯供、新型儲熱等技術在產業園區供熱基礎設施的先行先試。
項目推進
目前已有多個氫燃料電池熱電聯供項目示范項目正在進行中,以下為2023年部分氫熱電聯供項目。
2月1日,徐州華清京昆能源有限公司生產的國內首套商業化、全自主知識產權25kW固體氧化物燃料電池(SOFC)熱電聯供系統產品成功下線。
2月24日,松下能源有限公司的冷熱電三聯供氫能示范項目在江蘇無錫啟動。
3月1日,清能股份旗下河南豫氫動力有限公司中標焦作煤業(集團)開元化工責任有限公司氫燃料電池發電系統公開招標項目。
4月11日,廣東佛山南海全國首座氫能進萬家智慧能源示范社區項目家用燃料電池熱電聯供設備代理采購招標公告發布,招標人為中科潤谷智慧能源科技有限公司,擬采購松下ENE-FARM 700W家用燃料電池熱電聯供設備100套,資金限額1100萬元。
5月22日,潤谷斗山燃料電池(佛山)有限公司的斗山M400燃料電池105兆瓦項目啟動儀式在佛山市南海區丹灶鎮舉行。該項目將建設首期105兆瓦燃料電池熱電聯供裝備生產線。
6月,豫氫動力在3月時中標的燃料電池熱電聯供示范項目開工。9月,該項目正式下線并發往開元化工進行安裝,預計在今年12月并網發電。該項目是國內氯堿行業首次嘗試將副產氫氣作為能源加以綜合利用,也是國內首個商業化運營達到2MW的熱電聯供項目。
8月,中國石化石油化工科學研究院成功開發中國首套千瓦級SOFC熱電聯供系統,已穩定運行超1000小時,成為國內首套高效發電、聯產蒸汽并實現長周期平穩運行的SOFC熱電聯供系統。
8月31日,由新能源公司所屬新港能源公司投資建設的模塊化氫能熱電聯產示范項目投運,該項目的PEM制氫系統順利產出合格氫氣并成功發電。
9月,山西鵬飛集團有限公司的燃料電池熱電聯供裝備制造項目開工。
9月20日,陜西首個模塊化集裝箱式光伏PEM制氫-儲氫-氫燃料電池熱電聯供一體化氫能綜合利用項目正式投入運行。
“雙碳”目標下,我國氫燃料電池熱電聯供市場逐漸鋪開,氫熱電聯供不僅可以為建筑提供熱能、電能,還能進行熱回收利用,更有利于減少建筑能耗,實現低碳經濟。