近日，科技部發(fā)布《國家重點研發(fā)計劃“氫能技術”重點專項2021年度定向項目申報指南》，要求結合副產(chǎn)氫、綠氫在工業(yè)園區(qū)內(nèi)加注、供熱、熱電聯(lián)產(chǎn)需求，打造“氫能園區(qū)”試點工程。值得一提的是，指南要求低碳氫能工業(yè)園區(qū)替代天然氣供熱、燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)的氫氣使用量不低于1萬噸。

實際上，燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)，指的是利用燃料電池發(fā)電技術，同時向用戶供給電能和熱能的生產(chǎn)方式。用燃料電池運行過程中產(chǎn)生的余熱供熱，具有提高能源利用效率、減少二氧化碳和其他有害氣體排放、提高供熱質(zhì)量等多重優(yōu)勢。

近年來，我國氫能產(chǎn)業(yè)迎來快速發(fā)展，已實現(xiàn)效率提升、成本下降及更大規(guī)模的應用。事實上，氫能應用不僅局限于交通領域，還可應用于熱電聯(lián)產(chǎn)。

有業(yè)內(nèi)人士告訴記者：“燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)是一種極具潛力的、環(huán)保高效的聯(lián)合生產(chǎn)方式，主要使用質(zhì)子交換膜燃料電池和固體氧化物燃料電池作為發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電效率可達40%，廢熱利用達40%，能源綜合利用率超過80%，與傳統(tǒng)的火力發(fā)電輸電相比，總效率可提高2倍左右。”

“由于燃料電池電氣效率高、低噪聲、低排放，電力供應不足時，其可作為多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的理想原動機，提供高品質(zhì)的供暖或降溫服務。采用燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)作為主要的能源系統(tǒng)，并以電網(wǎng)和區(qū)域供冷作為備用，這種方案將大大増加系統(tǒng)的電力和降溫供應量。”上述人士稱。

同時，燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)也是未來建筑領域內(nèi)不可或缺的應用系統(tǒng)，不僅可以為建筑提供熱能、電能，還能通過制冷機等設備對廢熱回收利用，為建筑制冷、控濕，有利于減少建筑能耗、實現(xiàn)建筑節(jié)能，更快轉向低碳經(jīng)濟。

現(xiàn)階段，我國燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)還處于研發(fā)示范的初步階段，但國外熱電聯(lián)產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢較好，為國內(nèi)燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)市場的激活注入強心劑。

今年5月，由東方電氣（成都）氫燃料電池科技有限公司自主研制的100千瓦級商用氫燃料電池冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)正式發(fā)運交付。據(jù)了解，這套100千瓦級的商用氫燃料電池冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，由可再生能源制氫與固態(tài)儲供氫耦合、燃料電池冷熱電聯(lián)產(chǎn)幾部分組成，系統(tǒng)發(fā)電效率大于52%，熱電聯(lián)產(chǎn)總效率超過90%，支持離網(wǎng)并網(wǎng)、孤島運行和黑啟動，同時對外提供65攝氏度的熱水。

東方氫能相關人士表示，該系統(tǒng)將打通水電制氫、氫氣發(fā)電、供熱制冷等環(huán)節(jié)，進一步拓寬氫能示范應用領域，開辟可再生能源制氫及氫能綜合利用的新路徑。

此外，以天然氣重整制氫裝置和電堆為核心的氫燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，也取得了突破。今年7月，江蘇鏵德氫能源科技有限公司與江蘇科技大學（蘇州理工學院）聯(lián)手打造的天然氣重整制氫型的分布式氫燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)示范項目完成交付。該套系統(tǒng)對原有浴室熱水供應形成補充，系統(tǒng)所發(fā)電量供給校園電力系統(tǒng)，在實現(xiàn)能源高效利用的同時，降低了校園能源費用。

4月16日，科技部與山東省政府簽署“氫進萬家”科技示范工程框架協(xié)議，山東成為全國首個也是目前唯一一個氫能大規(guī)模推廣應用的示范省份。山東省在“氫進萬家”示范項目中提出，要通過氫燃料電池向城市社區(qū)供熱、供暖，建設超過10萬戶的氫能社區(qū)。

事實上，早在2020年7月，《山東省氫能產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃（2020—2030年）》就明確提出，要合理布局氫能裝備制造產(chǎn)業(yè)，培育氫能熱電聯(lián)產(chǎn)及固定式、分布式電源研發(fā)應用基地，全力打造“東方氫島”。

氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展領先的佛山，同樣開啟了燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)的示范。今年2月，佛山南海區(qū)人民政府、中科潤谷資產(chǎn)管理有限公司和中科潤谷航天氫能系統(tǒng)（泰安）有限公司三方簽訂了合作協(xié)議，將共同打造全國首個“氫能進萬家”智慧能源示范社區(qū)，推廣可再生能源互聯(lián)互通智慧能源城市工程，推動氫能住宅和建筑國家標準及規(guī)范的試行。根據(jù)今年7月的招標信息，該項目擬采購商用燃料電池分布式熱電聯(lián)產(chǎn)設備4套。

“當前，由于投資髙，運維成本高，燃料電池運行壽命短，使得燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的經(jīng)濟可行性較差。在未來應著力于燃料電池運行壽命的延長及成本下降，以實現(xiàn)燃料電池熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的大規(guī)模生產(chǎn)應用，從而給該系統(tǒng)帶來更可觀的經(jīng)濟效益和更廣泛的市場需求。”一位研究熱電聯(lián)產(chǎn)的工程師強調(diào)稱。

來源：中國能源報