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燃料电池微电网 ——迈向低成本、高可靠性的清洁能源之路

北极星储能网  来源:清洁技术    2017/8/9 10:56:33  我要投稿  

北极星储能网讯:燃料电池微电网

目前,燃料电池微电网正在北美地区盛行开来,燃料电池和微电网技术两者在正确的时间地点结合,促进了整个产业的蓬勃发展。

美国从几十年前就有开发微电网的想法。但大部分的微电网主要分布于大学校园。2012年的超级风暴桑迪使整个国家了解到大规模供电的电网的脆弱并认识到分布式能源的价值。如今,大规模的企业,机构和社区开始安装微电网系统。据美国燃料电池和氢能联合机构调查发现,燃料电池跟随着微电网行业发展的脚步,迅速的在美国的40多个州发展起来。

Navigant研究预测,未来数年内燃料电池微电网将会呈现较为强劲的增长。世界范围未来九年内燃料电池装备量将会从2016年的262MW提升到3000MW,实现10倍的增长。预计到2025年整个固定式燃料电池发电行业将会达到162亿美元的市场规模。同时该研究机构指出,技术的进一步发展是成本降低,产品性能提升以及产业规模发展的根本推动力。

与此同时,微电网产业规模将会从2015年的1.4GW增长至2024年的7.6GW。届时全球的微电网市场收入达到每年200亿美元。

固定式燃料电池和微电网技术的结合相当于身体和大脑的组合:燃料电池提供可靠地电力输出,微电网系统进行智能的调配控制。这种结合是创造可靠、具有经济性能源非常重要的途径。与传统微电网系统的多个间歇性能源系统组合相比,燃料电池能够连续提供,24小时、数周甚至是每年365天的稳定的电力输出(只要由足够的燃料供给)。然而对于太阳能、风能以及二次电源等组成的微电网系统是无法实现的。

因此,燃料电池可以作为微电网系统的主要电力来源,与社区电网一起提供可靠地电力输出。通过调配燃料电池与其他电力供应系统之间的配比关系,从而控制成本、可靠性以及环境表现等既定的目标。

燃料电池与微电网系统的结合可以实现其他微电网系统所无法实现的功能:热电联供(CHP,CombinedHeatandPower)。燃料电池在发电的同时也会产生大量热能,通过热能的综合回收利用,为社区的居民户提供生活所需热水以及供暖服务,实现热能与电能的综合利用。这样可以实现燃料能量效率95%以上的有效利用。

此外燃料电池还具有以下优点:

尺寸以及功率大小介意根据用户的需求以及安装空间进行调节。同时也可以根据用户数量和用量需求,分为单个家庭或者社区不同应用规模;

选点方便。燃料电池可以安装在室内或者室外,占地面积小;

环境友好,运行过程中不会产生有害气体以及固体颗粒物的排放;

燃料效率利用高,发电效率可以实现50%以上,热电联供可以实现95%以上的能量利用率;

运行安静平稳,输出稳定。

燃料电池微电网的收益群体:

不足为奇的是,燃料电池微网与传统微电网具有相似的客户群体。这些群体包括那些追求高可靠性的电力供应单位,如数据中心,科研机构,医院,生产厂家,医药公司和公共安全部门。公共事业部门采用燃料电池微电网系统作为高成本的传统电网基础设施的升级替换目标,进行电力供应。

目前虽然燃料电池微电网系统在美国大范围推广开来,其中最主要的主力军是加州、康涅狄格州、纽约州。

加利福尼亚州:据FCHEA报道:目前,加州拥有480套燃料电池发电系统,总共超过210MW的发电能力。并且加州是最早提倡开发燃料电池微电网系统的地区,在公共事业部门、军事以及商业方面大量应用。

康涅狄格州:多家燃料电池企业所在地,其中FuelcellEnergy已经在该州已经安装35MW的燃料电池系统,并且目前还有20MW正在规划当中。目前一项63.3MW的燃料电池系统正在开发当中,届时将会成为世界上最大的燃料电池系统。

纽约州:纽约州拥有14MW的燃料电池系统,预计未来将会有更多的燃料电池系统投入运行。目前,纽约州打算总共投入4000万美元促进燃料电池微电网系统的发展。

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