氫能存儲的發(fā)展很可能與不穩(wěn)定的新能源發(fā)電系統(tǒng)相結(jié)合,如風(fēng)電、光伏。
風(fēng)能發(fā)電和光伏發(fā)電有下述不足之處:
1、“輸出”不穩(wěn)定
光伏不能在夜間發(fā)電,光電轉(zhuǎn)化率隨時間迅速衰減,日發(fā)電量波動較大,年發(fā)電量呈遞減趨勢。這不是洗洗就可以恢復(fù)的。
風(fēng)力發(fā)電,在大多數(shù)地區(qū)(不是全部)是中午時風(fēng)輕、午夜時風(fēng)強(qiáng)、未滿狀態(tài),功率波動大。
以往對全生命周期的研究表明,五年前,主要主流制造商對風(fēng)機(jī)齒輪箱、葉片等大型部件的損壞概率約為0.27%(已運(yùn)行多年的風(fēng)電場數(shù)據(jù)不一定準(zhǔn)確)。
2. 電站的位置比較偏遠(yuǎn)
光、風(fēng)自然資源儲藏量充足的地域大多數(shù)聚集在“三北”、高原地區(qū)、山區(qū)地帶和沿海。這些地區(qū)要么遠(yuǎn)離用電負(fù)荷中心,要么生態(tài)環(huán)境脆弱,不可破壞。
為了更好地將電能從偏僻地區(qū)輸送到大城市,需要配套設(shè)施建設(shè)的輸電線路成本費(fèi)用并不低,電網(wǎng)也不喜波動巨大的垃圾電接入,咱們電網(wǎng)消納水平在全球排首位,又有任勞任怨的火電老大哥擔(dān)任調(diào)峰小能手,才可以消納這樣大量的新能源裝機(jī)容量。
PS:三峽工程(以防洪為主)以保障民生為主要職責(zé)的偏遠(yuǎn)水電項(xiàng)目,享受國家級調(diào)度,通過特高壓直接向長三角輸送,新能源電站的小體量,容易被電網(wǎng)忽視。
因此,未來不經(jīng)過任何處理的集中新能源電站將越來越少。
3、大量的土地資源被占用
回?fù)粼S多人覺得光伏建筑集成一體化,能夠規(guī)避土地資源的浪費(fèi)。
目前用的最多的屋頂光伏,在前幾年就很火,各級政府都是在積極推動,也在補(bǔ)貼和落實(shí)政策,但在實(shí)踐中并不是很有效。
首先,施工的限制,能符合屋頂光伏支架結(jié)構(gòu)安全的屋頂不是很多,能布置光伏板的屋頂不是人們想象的那樣是個屋頂就可以上的。
另外一方面,由于個人運(yùn)營不太專業(yè),光伏板發(fā)電效率也就迅速下降,導(dǎo)致屋頂光伏項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益不佳,發(fā)電集團(tuán)的收購和運(yùn)營并不能達(dá)到每一個小屋頂管理者的安全生產(chǎn)要求,人工成本極高,最后造成屋頂光伏變成雞肋。
從目前的實(shí)踐來看,部分生產(chǎn)企業(yè)屋頂+外委維護(hù)、光伏+農(nóng)業(yè)、光伏+停車等形式都是相對合理的建筑光伏一體化應(yīng)用模式,但規(guī)模有限。
再看看集中式光伏電站和風(fēng)電發(fā)電場所占用的土地資源。
從圖中可以看出,遍布全山的光伏板幾乎覆蓋了山體面向太陽的一面,對本地的自然生態(tài)環(huán)境帶來了非常嚴(yán)重的破壞。因此,未來如何保護(hù)失去農(nóng)田或林地的農(nóng)民也是一個問題。
相對較好的風(fēng)電似乎只占用了一小點(diǎn)土地資源,但從圖中可以看出,通往各扇點(diǎn)的所有山脊上的運(yùn)維道路并沒有硬化,下雨時,土壤侵蝕會非常嚴(yán)重。
因此,同等裝機(jī)容量的光伏、風(fēng)電需要的土地資源遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過火電、水電、核電,而它們所謂的環(huán)保、無污染只不過是掩耳盜鈴。
在土地利用目標(biāo)越來越緊、生態(tài)環(huán)境保護(hù)需求不斷上升的背景下,未來像這樣的大型集中式新能源電站將越來越少。
新能源和氫儲能組合在一起,就是雙贏!
氫能存儲與新能源發(fā)電相結(jié)合,是降低氫能存儲成本,提高新能源發(fā)電利用率的優(yōu)良選擇!
目前,該方法僅適用于已具備儲氫、制氫、運(yùn)氫能力的企業(yè)。如果單獨(dú)使用風(fēng)力發(fā)電和光伏制氫,目前似乎很難收回成本,但未來就不一定了。
化工領(lǐng)域的寶豐能源現(xiàn)階段已經(jīng)開始布局相關(guān)產(chǎn)業(yè),但是,根據(jù)發(fā)布的信息,應(yīng)該是示范項(xiàng)目,投資也不是很差,只花了10億元,不知道是否可以盈利。
陽光電源曹仁賢對光伏+氫氣有過這樣看法:
10MW光伏每一個小時可生產(chǎn)加工制造10m3氫氣,一個25km2的光伏發(fā)電列陣,直接可以弄一個小型制氫城,制氫城每一年能夠生產(chǎn)制造一百萬噸氫氣。
根據(jù)初步測算,在陽光充足的地區(qū),光伏發(fā)電制氫的成本約為0.15元/千瓦時,明顯低于目前制氫用電的成本,據(jù)統(tǒng)計(jì),目前我國已穩(wěn)步推進(jìn)近10個光伏制氫項(xiàng)目。
結(jié)合新能源去生產(chǎn)氫氣的方式,只能算作氫氣儲能1.0版本的應(yīng)用,考慮到儲氫極其困難,儲氫容器和運(yùn)輸管道容易出現(xiàn)“氫脆”現(xiàn)象,就地利用氫氣將是更好的選擇。
這也就誕生了儲氫2.0版本,就是將新能源所產(chǎn)生的電能作為氫氣的化學(xué)能進(jìn)行儲存,就地利用,推廣新能源+氫儲能+煤化工的模式。
充分利用新能源制取氫氣就可以為煤化工給予氫源(煤化工中氫氣基本上可以完全利用),以二氧化碳為原料生產(chǎn)甲醇,不僅不會產(chǎn)生碳排放,而且可以吸收碳,在未來碳中和的背景下,它也可以在碳交易市場上進(jìn)行交易,這可算是一舉數(shù)得。
所以說,在原料、光照條件充沛的地域不斷探索儲氫能源的新應(yīng)用,發(fā)展化工企業(yè)+風(fēng)電光伏模式,將是未來發(fā)展的大趨勢之一。