国网新型电力系统示范标杆|风光正好 “氢”装上阵

企业   2024-12-13 08:30   北京  





编者按



近日,国家电网有限公司印发通知,发布新型电力系统示范标杆名单和典型案例集,包括系统类示范标杆10项、项目类示范标杆10项。公司要求各单位学习借鉴新型电力系统示范标杆的好做法,结合各地资源禀赋和电网特点,因地制宜、因时制宜、因网制宜,有力有序推进示范建设,发挥典型引领带动作用。电网头条将逐一为您介绍这些电力系统示范标杆。











六安兆瓦级氢能综合利用示范站














氢能清洁环保,被誉为21世纪的“终极能源”。用风、光、水等可再生能源发电,再电解水制氢,是最环保的制氢方式,所制氢气被称为绿氢。


“屏障东南水陆通”的安徽六安,地处长江与淮河之间、大别山北麓、长江三角洲西翼,交通便利。这里拥有6座大型水库,风电、光伏发电、水电等可再生能源装机占比达74.7%,为氢能综合利用探索提供了得天独厚的条件。


在这里,氢能发展与新型电力系统建设相融相生,碰撞出了耀眼的火花。





▲六安兆瓦级氢能综合利用示范站。


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总体情况




六安兆瓦级氢能综合利用示范站是国网安徽电力牵头承担的国家电网公司首个氢能相关示范研究总部科技项目——“兆瓦级制氢综合利用关键技术研究与示范”所建示范工程。




▲兆瓦级质子交换膜氢发电设备。




中国工程院院士彭苏萍、袁亮等专家组成的评价委员会认为“兆瓦级制氢综合利用关键技术研究与示范”项目“整体技术国际领先”




示范站使用屋顶光伏发电和电网的谷电制氢,然后通过管道将氢输送到加氢站内商用。富余的氢气又可以在用电高峰时发电,相当于用氢来储能。



示范站由国网安徽电力投资,并与中国科学院大连化学物理研究所、中国能建安徽院、中国电科院等单位共同研发设计,历时3年建设完成,是国内对全自主知识产权“制—储—发”一体化氢能技术链条的首次验证,也是国内唯一一座并网运行的氢储能调峰电站,是氢电耦合技术助力新型电力系统建设的重要实践。














































2

建设背景



使用氢气,产生能量,排出清水,氢能源的利用理论上可以实现“零污染”。通过电氢协同,发展以电为核心、以氢为纽带的能源利用新模式,能够实现可再生能源季节性存储与消纳、削峰填谷等,是助力构建以新能源为主体的新型电力系统、改善生态环境的重要举措。世界上不少国家都将氢电互动列为支撑能源低碳转型的关键技术。



2022年,国家发展改革委、国家能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,提出开展氢储能在可再生能源消纳、电网调峰等应用场景的示范,探索培育“风光发电+氢储能”一体化应用新模式。




国网安徽电力超前布局,开展氢电耦合技术研究,提出氢储能构想,牵头承担国家电网公司首个氢能相关示范研究总部科技项目——“兆瓦级制氢综合利用关键技术研究与示范”,并针对六安地区网源协调问题和氢能发展需求,建成六安兆瓦级氢能综合利用示范站。




3

建设大事记




2018年9月

国网安徽电力提出氢储能研究构想,与相关参与单位共同明确研究思路。



2018年12月

国网安徽电力牵头获批承担国家电网公司科技项目“兆瓦级制氢综合利用关键技术研究与示范”。



2019年8月

六安兆瓦级氢能综合利用示范站工程项目通过可研评审。



2020年6月

示范站开工。




2020年12月

示范站主体建筑封顶。



2021年4月

制氢设备进场。




2021年9月

制氢系统满功率运行。



2021年10月

燃料电池设备进场。



2021年12月

燃料电池系统满功率运行,示范站整站投入运行。



2022年7月

示范站成果发布。



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特色亮点


国网安徽电力聚焦新型电力系统建设,坚持目标导向和问题导向,在国内最早系统地开展氢储能原创技术攻关、关键装备研发和重大工程示范,不断推动氢电耦合关键技术攻关,全力支撑能源转型和电力保供。




突破多项共性技术难题,推动氢电耦合多项指标提升。

该公司面向氢电转化规模化应用,在“制—储—发”全链条技术研发领域持续深耕,攻克了大功率高性能制氢/发电核心部件及系统优化技术、氢电一体化站安全防护与运行控制技术;研发了大容量宽范围低能耗电解制氢及氢发电成套装备;解决了系统配置、安全防护、试验验证等工程难题;创新了氢能参与削峰填谷和需求响应新模式;实现了质子交换膜电解制氢及氢发电技术的全面突破。核心装备获批国家能源局能源领域首台(套)重大技术装备,相关成果获安徽省2023年度科学技术奖一等奖、国家电网公司2023年度科学技术进步奖一等奖等省部级奖励4项。















































促进技术工程化应用,打造国内首个氢储能示范工程。

该公司将前期研究成果在示范工程中应用,取得“制—储—发”多系统集成、一体化防护整站设计、“隔墙售氢”运营模式三大实践应用创新,打造国内首个氢储能示范工程。示范站的建成投运获得安徽省委省政府的持续关注,被写入2023年安徽省政府工作报告,入选2023年安徽省十大低碳应用场景,被列入《美丽安徽建设规划纲要(2024~2035)》。2024年,安徽省政府印发的《皖北新能源产业高质量发展行动方案(2024-2027年)》提出,在皖北地区推广本示范站的技术成果。















































坚持科研服务生产,助力新能源消纳和电网调峰。

电解制氢和燃料电池协同工作,实现氢电互动,是具有潜力的新型电力调峰技术。国网安徽电力验证氢能支撑电网安全稳定运行的能力,配合相关部门完成《新型电力系统储能成本补偿机制研究》中氢储能部分核心内容编制,为下一步氢储能相关政策提供了决策依据。














































5

建设人物


·

汤伟

安徽电科院副院

IEEE PES电力系统动态技术委员会(中国)常务理事

作为团队负责人,他牵头组建了国网安徽电力“多元储能并网协同控制技术”科技攻关团队,系统布局氢能科技项目及示范工程技术路线,持续组织开展关键技术攻关、重大成果转化,推动示范工程顺利建设投运,培养了多名该业务领域的专家和青年科技骨干。


陈庆涛

国网安徽电力科技创新部科研处处长

作为项目建设负责人之一,他主要负责技术攻关、示范工程建设统筹协调工作,带领团队成员完成国内首个兆瓦级氢能综合利用示范项目建设,为氢能产业发展提供了示范引领。


陈国宏

安徽电科院电源技术中心副主任

他负责项目布局和技术路线设计,长期从事氢能新材料部件设计等相关工作,主持或参与“基于大容量燃料电池的氢综合利用系统研究及方案设计”“兆瓦级制氢综合利用关键技术研究与示范”等科技攻关项目。在该领域获国家发明专利授权30余项,参与编制技术标准10余项。


徐斌

安徽电科院系统及新能源技术中心主任

中国电源学会电能质量专业委员会委员

他负责项目布局和技术路线设计,长期从事新能源、新型储能及氢电互动相关研究工作,负责氢能示范工程的协同控制、运行维护、安全防护等技术支撑工作。他还承担“燃料电池与锂电池复合电源系统”等国家重点研发计划项目子课题2项、“基于氢燃料电池的综合能源系统构建及运行关键技术研究”等国家电网公司科技项目10余项。


滕越

安徽电科院系统及新能源技术中心新能源与储能室副主管

她是项目技术负责人,主持和参与了“兆瓦级制氢综合利用关键技术研究与示范”“基于氢燃料电池的综合能源系统构建及运行关键技术研究与示范”等国家自然科学基金、国家电网公司科技项目,主要负责科技项目研究、装备开发、工艺流程设计等工作,带领团队自主研制出世界首套兆瓦级质子交换膜制氢—发电一体化装备。


夏鹏

安徽六安供电公司能源服务分公司总经理

项目建设及运营负责人,主要负责项目建设及日常运营工作。带领团队成员完成示范项目建设,获批安徽省首张“制氢加氢一体化站”经营许可证。自主研发氢能应急发电装备,参与多项氢能相关标准编制、专利申报等。


王缔

安徽电科院系统及新能源技术中心新能源与储能室技术员

他从示范站建设阶段开始,全程参与核心装备兆瓦级制氢发电系统研制,以及设备出厂测试、安装调试、发电并网、项目验收等工作。他参与总结多项氢电耦合项目成果,形成专利体系,构建严密高效的专利保护格局。


吴自强

安徽电科院系统及新能源技术中心新能源与储能室氢能及其他新型储能专责

新型电力系统示范标杆申报材料的主要完成人。他长期开展新能源材料的可控合成及其器件构建、氢能示范工程氢电耦合等技术的研究开发及成果推广。他还参与多项氢能相关科技项目和多项新型储能项目各级标准的编制、专利申报等。


张学财

安徽六安供电公司能源服务分公司专责

主要负责示范站日常的生产及维护,推动示范站获批“制氢加氢一体化站”经营许可。推动示范站与附近加氢站成功签订售氢协议,拓展了氢储能电站的盈利模式。

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来源|国网安徽电力 安徽电科院 安徽六安供电公司

责编|王一凡

执行审核|张怀雨





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