Novo almacenamento de enerxía Almacenamento de enerxía de hidróxeno: por que non somos comúns?

A forza eólica e a enerxía solar, en rápido desenvolvemento, fixeron do almacenamento de enerxía unha parte indispensable no vínculo das novas enerxías. As tecnoloxías como a produción de hidróxeno a partir de enerxía eléctrica e a produción de hidróxeno a partir da enerxía eólica mariña foron entrando gradualmente no noso campo de visión. Non se pode rexeitar o importante papel da tecnoloxía de produción de hidróxeno da auga electrolítica que transforma a enerxía eléctrica en enerxía química para o seu almacenamento, que despois se transforma de novo en electricidade ou outras formas de enerxía baixo demanda. Os principais contribuíntes ao concepto de almacenamento de enerxía de hidróxeno son dous procesos de xeración de hidróxeno e electrólise de hidróxeno. O exceso de electricidade xerado por fontes de enerxía renovables, como a enerxía solar e a enerxía eólica, utilízase para disociar a auga en hidróxeno e osíxeno mediante un electrolizador de auga, mentres que a enerxía eléctrica convértese internamente en almacenamento de enerxía química de hidróxeno. Cando se precisa electricidade, o hidróxeno, utilizando pilas de combustible ou turbinas de gas, reacciona químicamente co osíxeno para converterse de novo en electricidade para a rede ou para outras aplicacións eléctricas.

Tecnoloxía de produción de hidróxeno por electrólise da auga

1. Mellora da eficiencia:Co progreso da tecnoloxía, os equipos básicos, como as células electrolíticas, as membranas de intercambio de protóns e os catalizadores, seguen facendo avances e mellora gradualmente a eficiencia da produción de hidróxeno a partir da auga electrolítica. A tecnoloxía de electrólise de auga alcalina ten unha alta madurez e é a tecnoloxía principal no campo da electrólise comercial. En comparación coa tecnoloxía tradicional, o PEM ten unha maior densidade de corrente e eficiencia, e pode responder rapidamente á flutuación de enerxía das fontes de enerxía renovables.
2. Redución de custos:A produción a gran escala e o desenvolvemento da ciencia dos materiais fan que o custo da produción de hidróxeno por auga electrolítica presente unha tendencia á baixa. Aumenta a escala de produción do electrolizador, reduce o custo das materias primas e do proceso de fabricación e, mentres tanto, fai o deseño do sistema e a xestión da operación para mellorar a eficiencia do uso da enerxía para reducir aínda máis o custo de produción de hidróxeno.
3. Aumentarase a capacidade de produción de hidróxeno verde: A xeración de enerxía mediante enerxías renovables pódese transformar en auga electrolítica para producir hidróxeno verde. No contexto global da transición enerxética, os países defenden firmemente o desenvolvemento do hidróxeno verde. Para 2025, a capacidade de produción de hidróxeno verde será o triplo da de China, sendo a tecnoloxía de produción de hidróxeno de auga electrolítica que lidera o mundo e representa preto do 60% da capacidade construída do mundo.
4. Ademais, hai moitos problemas na produción de hidróxeno por electrólise de auga, e a eficiencia da produción de hidróxeno a través da electrólise de auga é baixa, preto do 15%. Os principais equipos, como unha pila electrolítica, son custosos, e algúns materiais clave como os catalizadores dependen das importacións, ou o seu proceso de preparación é complicado, o que leva a altos custos de produción de hidróxeno. Tratamento e utilización razoables de subprodutos no proceso de produción de hidróxeno, como o osíxeno, para mellorar a economía e a compatibilidade ambiental de todo o proceso de produción de hidróxeno.

Tecnoloxía de almacenamento de hidróxeno

1. Almacenamento de hidróxeno gasoso a alta presión: Esta é a forma máis común no almacenamento industrial de hidróxeno na actualidade. Segundo o principio de presión parcial, canto maior sexa a presión de almacenamento do hidróxeno, maior será a densidade de almacenamento. Ademais do progreso do material de envases resistentes a alta presión e da tecnoloxía de fabricación, a seguridade e a densidade de almacenamento melloraron co paso dos tempos, como a tecnoloxía de almacenamento de hidróxeno gasoso de ultra alta presión de 70 MPa que se está aplicando a algúns vehículos de pila de combustible de hidróxeno.
2. Almacenamento de hidróxeno líquido: Ao licuar o hidróxeno mediante o arrefriamento a uns -253 ℃, pódese conseguir unha alta densidade de almacenamento de hidróxeno; é axeitado para o transporte a gran escala e de longa distancia, pero ten procesos de licuefacción altamente consumidores de enerxía, requisitos estritos sobre o rendemento adiabático dos recipientes de almacenamento e maior dificultade na técnica.
3. Almacenamento de hidróxeno en sólidos:O uso de hidruro metálico, hidruro de coordinación, material de carbono e outros materiais sólidos para absorber ou absorber hidróxeno ten as vantaxes de seguridade, eficiencia, alta densidade de almacenamento de hidróxeno e considérase a dirección futura da tecnoloxía de almacenamento de hidróxeno. Actualmente, algúns materiais de almacenamento de hidróxeno sólido entraron en aplicacións de demostración a pequena escala.

Situación actual e retos:

Optimización das pilas de combustible: a eficiencia de conversión, a densidade de enerxía e a vida útil das pilas de combustible deben mellorarse aínda máis, mentres que o prezo das pilas de combustible debe reducirse aínda máis. A optimización da estrutura da cela, a mellora do rendemento do material e a optimización do proceso de produción permiten unha prolongación continua da vida útil das pilas de combustible. Actualmente, a vida útil dun sistema de pilas de combustible de hidróxeno é dunhas 20,000 horas, e para 2025 chegará ás 25,000 horas, mentres que en 2030 será de 30,000-35,000 horas.

Integración do sistema e control coordinado: resolva problemas como a integración do sistema e o control coordinado entre a produción de hidróxeno, o almacenamento de hidróxeno e o hidróxeno con outras ligazóns para facer posible unha conversión, almacenamento e utilización eficientes de enerxía cun rendemento e estabilidade integral mellorados.

Tecnoloxía de acceso conectado á rede: o sistema de xeración de enerxía da pila de combustible de hidróxeno conéctase á rede, onde hai certos problemas que deben resolverse na calidade da enerxía, a regulación da enerxía e a adaptabilidade na rede.

Aínda que o custo está a diminuír, o lanzamento é maior en comparación con outras formas de almacenamento de enerxía: o custo das pilas de combustible está a caer rapidamente coa madurez da tecnoloxía e a expansión do tamaño do mercado, e para 2025 espérase que alcance os 1000 yuan. /kW, e para 2030, alcanzará os 500 yuans /kW, gañando gradualmente a capacidade de competir cos motores de combustión interna tradicionais, pero aínda a un alto nivel. nivel.

Vantaxes da auga electrolítica para o almacenamento de hidróxeno

1. Almacenamento de alta enerxía: gran densidade de enerxía de hidróxeno e realizar o almacenamento de enerxía a gran escala.
2. Tempo de almacenamento longo: O hidróxeno pódese almacenar durante moito tempo, e un almacenamento prolongado non xerará unha atenuación enerxética evidente.
3. Limpo, sen contaminación:En todo o proceso de almacenamento da enerxía do hidróxeno, case non se xera ningún outro contaminante velenoso; polo tanto, esta forma de almacenamento é extremadamente amigable co medio ambiente.
4. Uso extensivo: O hidróxeno pódese usar nunha ampla gama de aplicacións, incluíndo, entre outras, a xeración de electricidade, o transporte e a produción industrial.

Pódese aplicar nas seguintes áreas

1. Consumo de enerxía renovable:É unha forma eficaz de superar a xeración de enerxía intermitente e inestable de enerxías renovables como a solar e a eólica.
2. Almacenamento de enerxía na rede eléctrica:Durante o período de baixa carga de enerxía na rede eléctrica, electroliza a auga pola corrente eléctrica de baixo prezo e almacénaa como hidróxeno; durante o período de pico de consumo de enerxía, converter o hidróxeno para xerar subministración de electricidade para o seu uso compensando os picos e reducindo os vales.
3. Sistema de fontes de enerxía distribuídas:Pode desenvolver un conxunto de sistemas de almacenamento de enerxía de hidróxeno distribuídos que funcionen en zonas extremadamente remotas ou en parques industriais insulares.
4. transporte: Os vehículos de pila de combustible de hidróxeno son aplicacións típicas do almacenamento de enerxía de hidróxeno no campo do transporte.

• almacenamento de enerxía de hidróxeno