北極星火力發電網訊:在9月4日舉辦的“2021氫能產業發展論壇暨第十一屆全球新能源企業500強峰會”上，中國工程院院士彭蘇萍發表了主題演講。
彭蘇萍表示，化石能源在使用過程中會產生大量二氧化碳排放，減排壓力巨大。利用固體氧化物將二氧化碳轉化成甲醇，正是目前我們正在做的工作。
依據電解質種類的不同，燃料電池分為質子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池等。其中，固體氧化物燃料電池通過電解水制氫，以及電解二氧化碳制一氧化碳可以使風能、太陽能等高效轉化成可持續能源，是未來有前景的能源轉化儲存和碳中和技術。例如，整體煤氣化燃料電池可打破以往電廠通過汽輪機發電的模式，提高煤氣化發電效率，降低CO2捕集成本，同時實現CO2及污染物近零排放，是煤炭發電的根本性變革技術。
與質子交換膜燃料電池90℃的工作溫度相比，固體氧化物燃料電池工作溫度可以高達725℃左右，一次發電效率可以達到60%，比較適合大規模供電與集成式發電。
除了發電效率高外，固體氧化物燃料電池發電技術余熱品質也很高，溫度可高達600℃，因此也可以用于熱電聯供，效率可達到90%以上。可以說，基于固體燃料電池的分布式發電是最高效、環保的燃氣發電技術。目前我們正與丹麥合作開展這方面探索。而通過固體氧化物技術實現化石能源利用的“零碳”排放，就是我們的奮斗目標。
質子交換膜燃料電池因為對氫氣的質量要求高，所以成本也高。實際上，煤制氫過程中離不開氫氣提純，還主要是燃料電池的問題，這是因為質子膜燃料電池的工作溫度太低，但是工作溫度高的燃料電池就不存在這個問題。其并不要求氫氣的純度很高，而且除了氫氣之外，還可以用天然氣、石油氣、煤的合成氣等替代氫氣作為燃料，因此供給模式可以不打破現有能源供應鏈。圍繞這項工作，我們已經在開展小型示范。燃料電池大規模發電有一個非常大的好處，就是噪音很小，僅在50分貝以下。別人不告訴你的話，根本不會知道這是個發電廠，美國硅谷就有很多這種電站。
固體氧化物燃料電池技術的正向過程可以發電。實際上固體氧化物電解池正是其逆向過程，也就是說還可以利用多余電，反過來再制取氫氣，實現制氫制氧。
目前，德國、新加坡已經可以利用固體氧化物電解池技術將傳統的集中式制氫模式轉變為分布式制氫模式，這種模式可以做到加氫站合加油站合一。我國現有制氫站很多，主要以政府投資為主體。如果發展分布式制氫模式，中國的氫能和以氫能為基礎的產業就會得到進一步發展。固體氧化物技術還有一個優勢，其啟動只需要半個小時，非常適用于電力調峰。我們近期就正準備通過在煤礦塌陷區上建設光伏項目，并通過固體氧化物電解池去協同制氫，再通過發電用于調峰。碳達峰、碳中和目標的提出對中國來說是一個機遇，需要改變以前的發電方式和用能方式。今后20-30年間，要繼續拓展應用可再生能源，必須要解決調峰問題。對于分布式固態燃料電池制氫，我們計劃在山東建設若干個示范基地，并利用集裝箱的堆疊解決氫的儲運難題、節省儲運成本。另外，我們也希望將固體氧化物燃料電池應用到居民小區里，作為小區供熱或制冷的來源。
可以說，未來10-20年將是我國氫能源產業發展的重要機遇期，需緊密聯系我國能源發展實際，助力實現氫能源高質量發展，這就需要從戰略、政策、技術、資金、國際合作等方面積極謀劃，通過改革創新破解發展難題。
