依托 “跨國合作框架” 倡議,我國企業(yè)在東南亞地區(qū)參與建設(shè)多座燃料電池電站,助力當(dāng)?shù)啬茉崔D(zhuǎn)型。位于泰國羅勇府的 5MW 燃料電池電站,由中泰企業(yè)聯(lián)合投資建設(shè),總投資 8000 萬元,采用我國自主研發(fā)的燃料電池堆技術(shù),氫源來自當(dāng)?shù)氐奶烊粴庵茪涔S。電站主要為羅勇工業(yè)園內(nèi)的電子、汽車零部件企業(yè)供電,解決當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)不穩(wěn)定、停電頻繁的問題。考慮到東南亞高溫高濕的氣候特點,電站對冷卻系統(tǒng)進行了專項改造,采用防腐材料與高效散熱風(fēng)扇,確保在 40℃高溫環(huán)境下穩(wěn)定運行。該電站年發(fā)電量達 4.38 億度,滿足園區(qū)內(nèi) 30 家企業(yè)的用電需求,同時年減排二氧化碳 6000 噸,獲得泰國相關(guān)部門頒發(fā)的 “綠色能源項目” 認證。我國企業(yè)在東南亞參與建設(shè) 5MW 燃料電池電站,采用自主研發(fā)的電池堆技術(shù)。西藏節(jié)能燃料電池電站功能

隨著技術(shù)小型化,微小型燃料電池電站(1-10kW)開始進入家庭備用電源領(lǐng)域,為居民應(yīng)對停電提供新選擇。某企業(yè)推出的 5kW 家用燃料電池電站,體積只為 1 立方米,重量 200kg,采用天然氣制氫(或罐裝氫氣)供氫,單次充氫可連續(xù)運行 12 小時,輸出電壓 220V,可直接接入家庭電路。該電站具備智能聯(lián)網(wǎng)功能,可通過手機 APP 實時查看運行狀態(tài)、剩余氫量及供電時長,還能設(shè)置 “自動啟動” 模式 —— 當(dāng)電網(wǎng)斷電時,電站無需人工操作,0.1 秒內(nèi)即可切換供電,保障冰箱、空調(diào)、照明等關(guān)鍵家電正常運行。新疆園區(qū)燃料電池電站應(yīng)用案例高海拔地區(qū)的燃料電池電站,能彌補光伏夜間供電缺口,保障牧民用電。

某工業(yè)園區(qū) 5MW 燃料電池電站采用 “熱電聯(lián)供” 模式,為園區(qū)內(nèi)的電子企業(yè)提供電力與蒸汽,效益明顯。發(fā)電方面,電站年發(fā)電量 4.38 億度,滿足園區(qū)內(nèi) 8 家電子企業(yè)的全部用電需求,電費收入按 0.65 元 / 度計算,年收益 2.847 億元;供熱方面,回收發(fā)電過程中的余熱,通過換熱器產(chǎn)生 0.8MPa 的蒸汽,為企業(yè)的生產(chǎn)工藝提供蒸汽,年供蒸汽量 5 萬噸,蒸汽收入按 200 元 / 噸計算,年收益 1000 萬元。成本方面,年氫成本 1.523 億元(氫價 35 元 /kg,年耗氫量 435 噸),運維成本 600 萬元,年總成本 1.583 億元。綜上,電站年均凈利潤 1.364 億元,投資回收期約 3.7 年,較單一供電模式的回收期縮短 1.5 年,同時為企業(yè)節(jié)省了單獨建設(shè)鍋爐房的成本,實現(xiàn)了 “一舉多得”。
國際上,日本、德國、美國在燃料電池電站技術(shù)與應(yīng)用方面起步較早,有諸多經(jīng)驗可借鑒。日本注重小型化與家庭應(yīng)用,推出的 1kW 家用燃料電池電站(ENE-FARM)已累計安裝超 30 萬臺,采用天然氣制氫,熱效率達 90%;德國側(cè)重工業(yè)領(lǐng)域,建設(shè)了多座 “氫能園區(qū)”,將燃料電池電站與工業(yè)生產(chǎn)、交通加氫結(jié)合,實現(xiàn)氫能梯級利用;美國則在大型電站技術(shù)上前沿,建成全球首座 100MW 級燃料電池電站,采用熔融碳酸鹽燃料電池技術(shù),效率達 60%。我國可借鑒日本的小型化技術(shù)、德國的產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同模式、美國的大型電站設(shè)計經(jīng)驗,同時結(jié)合我國國情,在工業(yè)副產(chǎn)氫利用、政策支持方面發(fā)揮優(yōu)勢,推動燃料電池電站技術(shù)快速發(fā)展。20MW 燃料電池電站總投資約 2.5 億元,年均凈利潤超 7000 萬元,投資回收期短。

醫(yī)院燃料電池電站的應(yīng)急供電保障系統(tǒng)需重點考慮可靠性與安全性,某三甲醫(yī)院的系統(tǒng)設(shè)計具有代表性。系統(tǒng)采用 “雙機熱備” 架構(gòu),配備 2 臺 1MW 燃料電池發(fā)電機組,平時一臺運行、一臺待機,運行機組故障時,待機機組 0.3 秒內(nèi)切換運行;氫源系統(tǒng)采用 “管道氫 + 備用儲氫罐” 雙供應(yīng),管道氫正常供應(yīng),備用儲氫罐可支持機組運行 8 小時,同時與外部氫氣管網(wǎng)簽訂應(yīng)急補氫協(xié)議,確保氫源不中斷;控制系統(tǒng)采用冗余設(shè)計,配備兩套專屬的 PLC 控制系統(tǒng),防止單點故障導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓;安全防護方面,設(shè)置 3 層氫泄漏監(jiān)測(罐區(qū)、機組區(qū)、管道),配備防爆風(fēng)機、噴淋系統(tǒng)、氣體滅火系統(tǒng),確保安全運行。該系統(tǒng)通過了國家消防與電力部門的雙重認證,成為醫(yī)院安全供電的 “較后一道防線”。應(yīng)急救援用燃料電池電站,2 名運維人員即可保障 3 臺設(shè)備穩(wěn)定運行。新疆園區(qū)燃料電池電站應(yīng)用案例
燃料電池電站在冷鏈物流園區(qū)的供電保障實踐。西藏節(jié)能燃料電池電站功能
某新能源車企為實現(xiàn) “綠色工廠” 目標(biāo),投資 1.8 億元建設(shè) 15MW 燃料電池電站,為整車生產(chǎn)線、研發(fā)中心提供全部電力。電站采用 “廠內(nèi)副產(chǎn)氫 + 外部綠氫” 的混合氫源模式:廠內(nèi)燃料電池測試產(chǎn)生的廢氫經(jīng)提純后重新利用,外部采購的綠氫來自附近的風(fēng)電制氫項目,確保氫源的綠色屬性。電站投運后,車企年用電量 1.3 億度全部來自清潔能源,年減排二氧化碳 1.1 萬噸,成功獲得 “官方認證綠色工廠” 認證。同時,電站的余熱回收系統(tǒng)為工廠的涂裝車間提供預(yù)熱空氣,降低了涂裝工藝的天然氣消耗,年節(jié)省天然氣成本 200 萬元,實現(xiàn)了生產(chǎn)與能源的協(xié)同綠色發(fā)展。西藏節(jié)能燃料電池電站功能
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