寧波慈溪氫電耦合直流微網(wǎng)示范工程是國家電網(wǎng)首個氫能國家重點研發(fā)計劃“可再生能源與氫能技術(shù)”重點專項的配套項目，由國網(wǎng)浙江省電力有限公司牽頭，組建產(chǎn)學(xué)研用聯(lián)合體進(jìn)行研發(fā)、生產(chǎn)裝配及示范運營，通過將氫能與風(fēng)力、光伏等可再生能源耦合運行，同時通過氫能微網(wǎng)，滿足用戶對電、氫、熱多種能源的需求。

 

 

圖源眾宇動力

 

作為此次國家重點項目的配套企業(yè)，眾宇動力依托自身在在氫能及燃料電池領(lǐng)域技術(shù)與產(chǎn)品開發(fā)的優(yōu)勢和經(jīng)驗，基于發(fā)電裝置特性與實際需求，在考慮效率、穩(wěn)定、空間布局等因素的前提下，針對電-熱負(fù)荷分布及需求情況提升系統(tǒng)綜合能效，從方案論證、設(shè)計開發(fā)、建模仿真到電堆優(yōu)化與BOP選型等，全新開發(fā)了氫燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)——這也是眾宇首套固定式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，采用模塊化開發(fā)理念、集中燃料供給與熱處理設(shè)計，設(shè)計壽命6-8萬小時，可并聯(lián)擴展至2.5MW級，具有效率高、成本低、壽命長、可靠性強等優(yōu)點，電效率可達(dá)50%以上、熱電聯(lián)供效率可達(dá)95%以上。

 

首臺固定式熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的交付，標(biāo)志著眾宇動力在推進(jìn)建設(shè)以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)、助力國家能源轉(zhuǎn)型方面再次取得重要突破。

 

作為國內(nèi)為數(shù)不多全面掌握氫燃料電池從核心零部件、電堆、到系統(tǒng)關(guān)鍵核心技術(shù)、實現(xiàn)單電堆功率覆蓋30W-150kW、多技術(shù)路線并舉與多場景應(yīng)用并推的一家國家級高新技術(shù)企業(yè)，眾宇動力在燃料電池發(fā)電領(lǐng)域布局已久：

 

2019年，眾宇向中廣核交付首套燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，用于核電領(lǐng)域的電力調(diào)峰應(yīng)用研究，在微網(wǎng)一次能源發(fā)電無法滿足負(fù)荷需求時進(jìn)行補充發(fā)電，以滿足用戶的實時負(fù)荷需求；

 

2022年，眾宇與國網(wǎng)電力科學(xué)研究院能效公司基于各自在電力系統(tǒng)和氫燃料電池領(lǐng)域的優(yōu)勢深度互補、建立戰(zhàn)略聯(lián)盟合作，就氫在電力系統(tǒng)的應(yīng)用展開全面合作。

 

面向未來，眾宇在致力于氫燃料電池核心技術(shù)及部件研發(fā)的同時，將繼續(xù)加強與產(chǎn)業(yè)鏈上下游相關(guān)企業(yè)及機構(gòu)的合作，構(gòu)建眾宇氫能生態(tài)圈，共同推進(jìn)燃料電池產(chǎn)業(yè)自主化、市場化、規(guī)模化，共享氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展經(jīng)驗，共謀氫能產(chǎn)業(yè)合作藍(lán)圖，助推國家能源轉(zhuǎn)型及雙碳目標(biāo)達(dá)成。

 

 

寧波慈溪氫電耦合直流微網(wǎng)示范工程示意圖，圖源浙電e家

 

氫電耦合是利用電網(wǎng)谷電、清潔能源制氫存儲，在用電高峰時通過氫燃料電池發(fā)電實現(xiàn)電網(wǎng)削峰填谷，可有效平抑可再生能源波動、提高消納水平，推進(jìn)能源清潔化替代。在以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)中，氫電耦合將發(fā)揮重要作用，是實現(xiàn)規(guī)模化替代化石燃料、能源轉(zhuǎn)型的重要途徑。氫電耦合不僅是實現(xiàn)高比例新能源電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的一種重要方式，同時還可實現(xiàn)清潔高效分布式供能，打造以電為核心的能源互聯(lián)網(wǎng)。

 

氫電耦合在國外發(fā)展已久，比如日本目前已實現(xiàn)家用燃料電池?zé)犭娐?lián)產(chǎn)系統(tǒng)ENG-FARM裝機超30萬臺，在國內(nèi)，氫電耦合已被列入“十四五”國家重點研發(fā)計劃“氫能技術(shù)”部分，將重點突破“住宅用質(zhì)子交換膜燃料電池綜合供能系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù)（共性關(guān)鍵技術(shù)類）”、建設(shè)“氫進(jìn)萬家綜合示范工程（應(yīng)用示范類）”，實現(xiàn)燃料電池?zé)犭娐?lián)供裝機1萬臺以上、萬套級成本降至5000元/kW以下。

 

據(jù)了解，國家電網(wǎng)慈溪氫電耦合直流微網(wǎng)示范工程位于寧波濱海經(jīng)濟開發(fā)區(qū)，首次實現(xiàn)氫電耦合核心設(shè)備100%國產(chǎn)化，是世界首個電-氫-熱-車耦合的±10千伏直流互聯(lián)系統(tǒng)，包含可再生能源發(fā)電總功率超過3兆瓦、制氫功率400千瓦，可離網(wǎng)連續(xù)運行168小時，投入運營后每日可滿足10輛氫能燃料電池汽車加氫、50輛純電動汽車直流快充需求。

 

 

寧波慈溪氫電耦合直流微網(wǎng)示范工程效果圖，圖源眾宇動力

 

近年來，國家電網(wǎng)在浙江的杭州、麗水、臺州等地也同樣開展了氫電耦合在產(chǎn)業(yè)基地、鄉(xiāng)村、海島等多場景的示范與應(yīng)用。

 

國網(wǎng)浙江電力選址于格力電器園區(qū)，開展基于產(chǎn)業(yè)基地的亞運低碳?xì)淠苁痉豆こ獭９こ掏ㄟ^構(gòu)建高效、可靠和穩(wěn)定供電的“可再生能源制氫—氫能儲運—氫燃料電池?zé)犭娐?lián)供”能源綜合利用系統(tǒng)，形成以氫能支撐交通、建筑領(lǐng)域電能替代、碳減排的先進(jìn)生產(chǎn)基地；

 

國網(wǎng)浙江電力選點麗水縉云，開展基于鄉(xiāng)村場景的水氫生物質(zhì)近零碳示范工程。該工程開展的包括水（光）電制氫、生物質(zhì)制氣、沼氣加氫脫碳等在內(nèi)的示范研究，以余量水電與屋頂光伏為能源，采用電解技術(shù)生產(chǎn)氫氣，并通過靈活儲氫的方式，最終實現(xiàn)富余水電、光伏就地消納，農(nóng)村廢棄物循環(huán)利用；

 

國網(wǎng)浙江電力選址臺州大陳島，開展國內(nèi)首個基于海島場景的氫能綜合利用示范工程，目前大陳島氫能綜合利用示范工程的質(zhì)子交換膜電解水制氫系統(tǒng)成功實現(xiàn)制氫。工程通過構(gòu)建高效、可靠和穩(wěn)定供電的“可再生能源制氫—氫能儲運—氫燃料電池?zé)犭娐?lián)供”能源綜合利用系統(tǒng)，解決大陳島供電負(fù)荷保障能力不足、風(fēng)力資源與用電負(fù)荷不匹配等難題。

 

未來，以風(fēng)光氫儲綠氫生產(chǎn)基地、氫儲能電站、分布式電制氫加氫站和充電站融合的綜合能源服務(wù)站為主的氫能新型電力系統(tǒng)典型示范應(yīng)用也將逐漸出現(xiàn)在大眾視野之中。