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在嘉興港區(qū)嘉化能源園區(qū)，由重塑集團旗下電力電子事業(yè)部磐動電氣打造的兆瓦級氫能分布式發(fā)電站，正在利用園區(qū)內燒堿廠副產(chǎn)的氫氣，就地轉化成安全、經(jīng)濟的清潔能源，成為園區(qū)滿足高峰時期生產(chǎn)用電需求的有力補充，并有效降低了用電成本。
日前，磐動電氣兆瓦級氫能分布式發(fā)電項目經(jīng)過了3個月高標準的測試運行，順利通過全部性能考核驗收，實現(xiàn)滿負荷1兆瓦狀態(tài)下的持續(xù)穩(wěn)定、安全無故障運行，多項關鍵指標表現(xiàn)突出并達成協(xié)定的發(fā)電效率目標，產(chǎn)品展示出高水平的穩(wěn)定性、可靠性、安全性，滿足交付市場規(guī)模化商業(yè)應用的需求。
該項目的性能考核驗收通過，為嘉化氫能實現(xiàn)工業(yè)副產(chǎn)氫高效利用，建立“氯堿-氫能-綠電”的自用新模式，打開了綠色發(fā)展新篇章，同時也標志著重塑集團已具備規(guī)模化部署氫能電站的技術實力及市場應用能力。
以自主化核心技術賦能產(chǎn)品
該兆瓦級氫能分布式發(fā)電站采用了標準集裝箱撬塊方式進行集成設計，主要由燃料電池發(fā)電集裝箱及升壓并網(wǎng)集裝箱組成，參考《GB/T 27748固定式燃料電池發(fā)電系統(tǒng)》標準，在安全性、可靠性、經(jīng)濟性及智能性等多維度指標有著優(yōu)異的表現(xiàn)，包括實現(xiàn)了發(fā)電效率大于57%，并網(wǎng)功率因數(shù)大于等于0.99等。
燃料電池發(fā)電集裝箱由燃料電池系統(tǒng)、供氫子系統(tǒng)、空氣子系統(tǒng)、散熱子系統(tǒng)、尾排處理系統(tǒng)及升壓單元組成。其中，燃料電池系統(tǒng)基于重塑集團在車用領域積累的超過1.4億行駛里程的實際運行經(jīng)驗，確保成熟穩(wěn)定性；采用了重塑集團自主研發(fā)及生產(chǎn)的燃料電池電堆，包括耐腐蝕性極佳的石墨雙極板和活性區(qū)域最優(yōu)設計的6合1膜電極，可適應-30℃~90℃的寬溫域工作環(huán)境，系統(tǒng)工作效率＞53%；經(jīng)仿真模擬測算，電站壽命可達到4萬小時。
升壓并網(wǎng)單元的集成主要由重塑集團與正泰集團的合資公司泰氫晨提供解決方案，主要包含PCS變流器、升壓變壓器、并網(wǎng)柜、計量裝置、電纜等產(chǎn)品。
“正泰集團的電氣全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢和領先的智能制造水平為氫能電站配電側部分提供了有力支撐。”重塑集團副總裁、磐動電氣總經(jīng)理謝紅雨表示。
兆瓦級氫能分布式發(fā)電站采用全防ESD設計、氫電空水分層設計、獨立反應空氣流道設計、涉氫區(qū)獨立成倉、支持正壓防爆等技術，實現(xiàn)了卓越的安全性；通過使用功能安全型PLC控制器、驗證充分成熟的汽車級零部件等，實現(xiàn)了領先的可靠性；通過優(yōu)化操作條件及系統(tǒng)配置，提升燃料電池氫電轉換效率，實現(xiàn)了產(chǎn)品的高經(jīng)濟性；搭建了云服務控制平臺，進行實時數(shù)據(jù)采集，通過DCS遠程調度及無人值守運營等技術應用，可對整個發(fā)電系統(tǒng)進行全面、快速、可靠的診斷和保護，實現(xiàn)了高數(shù)智化，同時幫助縮減維護成本；通過設備內置的電信系統(tǒng)、EMS管理系統(tǒng)可與用戶中控進行深度融合，滿足峰發(fā)谷停運行模式的及時調控需求。
工業(yè)副產(chǎn)氫發(fā)電示范合作樣本
2021年3月，中央財經(jīng)委員會第九次會議中明確提出“構建清潔低碳安全高效的能源體系，深化電力體制改革，構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。”《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長期規(guī)劃（2021-2035年）》等相關政策也紛紛提出，建立以工業(yè)副產(chǎn)氫就近利用為主的氫能供應體系、鼓勵建設以峰谷電價差為商業(yè)模式的新型儲能電站、鼓勵布局氫燃料電池分布式熱電聯(lián)供設施等，并在高耗能行業(yè)節(jié)能降碳路線圖中明確支持“氯堿-氫能-綠電”的自用新模式。
浙江嘉化能源屬大型工業(yè)企業(yè)，在用電高峰時期依然要維持生產(chǎn)而導致用電成本較高，將當?shù)氐墓I(yè)副產(chǎn)氫就地轉化成更安全、更經(jīng)濟的清潔能源，既響應了政府綠色轉型發(fā)展政策，又帶來了很好的商業(yè)機會。2022年8月，磐動電氣與嘉化氫能簽訂了1兆瓦氫能分布式發(fā)電項目合作協(xié)議，結合雙方分別在氫電技術和副產(chǎn)氫資源方面的優(yōu)勢，共同探索建設以峰谷電價差為商業(yè)模式的新型氫能分布式發(fā)電站，因地制宜地開展氫能源綜合利用示范。
謝紅雨表示，磐動電氣與嘉化氫能此次合作具有較強的示范意義，雙方將就下一步更大規(guī)模氫能電站項目的部署展開深入的溝通與合作。
氫能科技的多元化應用
根據(jù)公開資料，預計到2030年和2060年，我國新能源發(fā)電量占比將分別超過25%和60%，風光新能源將成為我國電力供給的主力軍。與此同時，風光等新能源隨機性、間歇性、反調峰等特性明顯，電源出力的間歇性和負荷的隨機性雙向疊加，新型電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行面臨一定挑戰(zhàn)。在此背景下，氫能科技在儲能、發(fā)電等方面的調節(jié)消納優(yōu)勢進一步凸顯。
謝紅雨表示，在儲能方面，風光新能源發(fā)電量的占比與儲能需求呈正相關，全國各地紛紛出臺新能源裝機配比儲能設施的政策要求，可以預見氫儲能發(fā)電將擁有廣闊的市場空間。
在商用車燃料電池系統(tǒng)實現(xiàn)了連續(xù)多年中國市場出貨量第一的基礎上，重塑集團的相關產(chǎn)品與技術已應用于汽車、無人機、船舶、工程機械、物料搬運、分布式發(fā)電等多個領域，具備豐富的氫能科技多元化應用經(jīng)驗，同時也在積極布局上游綠氫制取裝備業(yè)務。自2022年正式發(fā)布氫能電站產(chǎn)品以來，受到市場廣泛關注，已收獲多個氫能電站項目訂單。
謝紅雨表示：“基于燃料電池汽車示范應用推廣積累的研發(fā)優(yōu)勢、核心技術和豐富的產(chǎn)業(yè)生態(tài)構建經(jīng)驗，重塑集團正在聯(lián)合正泰集團，積極拓展以光伏發(fā)電-綠氫制取-氫儲能發(fā)電等為代表的氫能科技多元化應用。我們將通過實際的、多樣化的樣板示范項目，以產(chǎn)品技術為基礎，以用戶需求和反饋為導向，以構建可持續(xù)的商業(yè)模式為目標，取得不同行業(yè)、不同場景下用戶的信賴，從而創(chuàng)造更廣闊的市場空間。”
