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电解水制氢储能的效率问题

已有 5516 次阅读 2022-5-14 18:24 |个人分类:节能减排|系统分类:论文交流

电解水制氢储能的效率问题


电解水制氢储能已在一些可再生能源发电场得到利用,目的是将电网无法消纳的富余电能通过电解水制氢储存起来。但是,如果要将电解水制氢作为一项储能技术或作为制氢的主要来源,则需要了解储电技术及其效率演变特性。

可以作为储电()技术的除了电解水制氢外,还有抽水蓄能、蓄电池、飞轮储能、压缩空气储能等。飞轮储能的容量一般不大,但其在电网调频上具有独到的优势,近年来逐步得到重视和应用。抽水蓄能技术是成熟的,容量可大可小,但电站建设则受地理条件和移民等问题因素制约,选址比较困难,建设周期也比较长。随着可再生能源发电比重的增大,可以考虑南水北调西线工程的开工建设,将单一调水工程设计成兼具抽水蓄能的功能,作为调峰电源在需要时放水发电,并往北方送水。蓄电池蓄电,转化效率高,但规模容量等十分有限。随着电动汽车的普及,其蓄电池可以在一定程度上发挥储电及调峰功能。

为便于从整体上认识能效演变特性,对储电技术的能效做一个简要的对比分析。目前,蓄电池的转化效率可达85%,抽水蓄能可达75%。以氢燃料低位热值为基准,有文献报道电解水制氢技术转化效率达68%,氢燃料电池系统的热效率达65.1%,因此,电解水制氢储能之电--电的转化效率为:

68%×65.1%=44.3%

与抽水蓄能与蓄电池技术相比较,这个效率水平是比较低的。因此,应用电解水制氢储能及氢燃料电池发电并不是一个理想的技术路线,这将成为阻碍电解水制氢技术应用的重要障碍。

换算一下可知,低位热值下65.1%的发电热效率相当于其㶲效率已高达68.9%,明显高于目前所有以化石燃料为能源的热机;而68%的电解水制氢效率相当于高位热值下的80.4%。因此,进一步提高效率的潜力减小和难度增大。




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