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燃料电池微电网的兴起:“一种可靠”+“先进智能”
发布时间:2017-05-05

来源:中国机械工业联合会机经网 

燃料电池微电网正在兴起,这是两个技术(燃料电池和微电网)的天然属性和相辅相成的结果,这两个技术互为彼此,唇齿相依。他们共同满足当今能源发展的需求,这些能源具有成本竞争力,高度可靠,清洁,安静,包容,模块化,可扩展和社区友好。

燃料电池微电网

特别报告:“燃料电池微电网:降低成本,提高可靠性,更清洁能源的途径”

在未来的某一天,两种技术都会在合适的时机和适合的地点生根开花结果,因为北美电网越来越分散。美国过去几十年来一直以微电网的思维来发展和调整美国全国电网。但微电网曾经主要在大学校园里。然后在2012年,“超级巨风”珊蒂,彻底改变了和颠覆了美国对国家传统集中式电网的认识,集中电网的脆弱性和分布式能源的价值。

今天,广泛的企业,机构和社区正在安装微电网。根据燃料电池和氢能协会(FCHEA)的统计,燃料电池遵循了类似的轨迹,现在已经有40多个州在运行燃料电池发电。

Navigant Research预测,未来几年燃料电池和微电网的需求将大幅增长。在全球范围内,燃料电池装置预计将增长10倍以上,从2016年安装的262兆瓦到9年后的3,000兆瓦。根据研究企业的统计,2025年这一新的固定燃料电池市场将达到162亿美金。

Navigant公布了其关于固定燃料电池的第三季度报告,说:“技术突破正在让持续的成本下降,产品改进和商业模式创新,使得燃料电池在不断增长的市场范围内成为可行。与此同时,在Navigant另一个预测中微电网也正在增长,从2015年的1.4GW到2024年的7.6GW。此时,全球微电网市场年收入将达到200亿美金。

燃料电池微电网的神经和大脑

这两个日益流行的能源的结合使得电网的神经和大脑结合在一起。燃料电池提供可靠的一代;微电网提供先进的智能。

这种配对对于创造经济可靠的能源至关重要。这就是为什么:微电网可能有几个发电源,其中一些是间歇性或短寿命的,如太阳能或储能。另一方面,燃料电池可以每天24小时,每周七天,每年365天不间断运行(只要有燃料供应-通常是清洁的天然气)。当其太阳能,电池或其他资源不可用时,微电网总能依靠燃料电池来提供连续的电力。

因此,燃料电池充当微电网可配置其各种能源资源-包括来自中心电网的电力的依靠的一种备份。

什么是燃料电池?燃料电池将化学能从含氢丰富的燃料转化为电力,并且在几乎不含污染物的电化学过程中,同时产生可用的高质量的热能。类似于电池,燃料电池是由许多单个电池形成电堆。当诸如天然气,沼气甲醇乙醇等的富氢燃料进入燃料电池堆时,它与氧电化学反应产生电流,热和水。典型的电池需要固定的电力充电补充能量供应,但燃料电池只要有燃料供应就连续发电。

由于燃料电池骨干备份的完美无缺,先进的微电网在多任务控制中,只要找出在任何给定的时刻使用哪些资源。它根据微电网控制器设定的目标做出这些决定。目标可能是成本效益,可靠性,环境绩效或运营商优先级的某一个参数。

微电网和燃料电池通常采用热电联产(CHP)来提高效率。该技术可以捕捉发电中产生的热量,在传统的集中式发电厂产生的热量都浪费了。然后在分布式微电网中,利用这部分热量成为可能,用热量给建筑物供暖和制冷(带吸取式制冷机),或创造有价值的蒸汽或热水。

燃料电池也是:

?模块化和可扩展。随着时间的推移,微电网客户的能源需求也在增长。

?易于安装和环境友好,燃料电池可以安装在内部或外部。他们是社区友好的,因为相比于太阳能或风力发电场可能只需要很少的空间,不要使用大量的土地。

?由于其清洁的排放情况,通常免受监管繁琐的复制和检查。事实上,在许多国家,燃料电池不需要空气许可证的。

?安静,因为它们几乎没有移动部件。

谁是燃料电池微电网的受益者?一点儿也不奇怪,燃料电池和微电网有类似和相同的客户群,你会发现通常彼此的客户都欢迎对方的产品。这些包括寻求高度可靠的电力的人,如数据中心,研究设施,医院,制造商,制药企业和公共安全。公用事业企业还使用燃料电池和微电网作为s电网电力替代方案,以帮助加强其电网领域,代替和升级更昂贵的基础设施

FCHEA总裁Morry Markowitz说:“燃料电池是微电网的可行和有效的技术,特别是在公用电网处于危险状态的地区(州)。“今天燃料电池可以确保持续发挥基础服务的力量,如医院,第一反应者,数据中心和其他关键设施,同时为他们所服务的社区提供经济和环境效益。”

燃料电池微电网市场兴旺

虽然在美国的大部分地区都能找到燃料电池,但燃料电池基本上集中在三个州,加利福尼亚州,康涅狄格州和纽约州。有趣的是,这些州也是微电网的强劲的市场。

根据FCHEA,加州有超过480个燃料电池固定发电系统,总计超过210兆瓦的发电量。加州也是早期的微电网的倡导者,加利福尼亚州是几个公用事业,军事和商业微电网的所在地,随着国家制定新的微电网战略,它更有可能超前实现。

FCHEA报道,几家燃料电池企业,其中包括FuelCellEnergy,康涅狄格州至少有35兆瓦的燃料电池运行和20兆瓦的计划安装。康涅狄格州正在开发的一个63.3兆瓦的燃料电池安装将成为世界上最大的燃料电池系统。康涅狄格州是全国第一个开发补助计划来推动微电网的州。

纽约有14兆瓦的燃料电池,更多的可能是随着州展开其改革能源愿景,一项旨在创建更分散的电网的政策。为此,纽约正在向微电网拨款4000万美金。

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