氢气储能与发电开发
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前言

能源是人类社会赖以生存的物质基础,安全可靠和廉价的能源是经济稳定和持续发展的保障。现今,煤、石油、天然气等不可再生能源消耗不断加剧,且对生态环境造成严重的污染和破坏,大力发展清洁能源发电及其大规模并网应用技术将成为未来全球发展的趋势。

氢能作为一种理想的能源,以其来源简单(来源是水)、无污染排放(释放是水)、可从风能、太阳能等新能源发电中高效转化利用,是最有可能带来能源革命性变革的新型清洁能源,也是促进节能减排最具革命性的战略发展资源。世界主要发达国家和国际组织都对氢能源赋予极大的重视,纷纷投入巨资进行氢能相关技术的研发。美国、日本、欧盟等更是致力于控制21世纪“氢经济”发展的制高点。“氢经济”已经成为21世纪新的竞争领域。

氢能的一个重要应用就是氢储能发电,是通过将新能源(太阳能、风能、潮汐能等)产生的多余电量用电解水制氢,并将氢气储存,在需要时通过燃料电池把化学能直接转换为电能,只要有源源不断的水就能不断发电。氢能发电具备能源来源简单、丰富、存储时间长、转化效率高、几乎无污染排放等优点,是一种应用前景广阔的储能及发电形式,可以解决电网削峰填谷、新能源稳定并网问题,提高电力系统安全性、可靠性、灵活性,并大幅度降低碳排放,推进智能电网和节能减排、资源可持续发展战略。在氢储能技术方面,欧洲的发展相对成熟,有完整的技术储备和设备制造能力,也有多个配合新能源接入使用的氢储能系统的示范项目。如美国、日本都将氢能发电作为电网新能源应用长期的重点发展方向进行战略规划。目前,国际上小型氢能“发电站”开始进入推广期,大型氢能发电示范站也在逐步建设中。而国内也将发展氢能列入国家的重大发展项目之列,统一规划发展氢能系统技术的开发项目。国家电网公司也正在进行氢能储能发电的前瞻性研究。

本书查阅分析了大量国内外科技文献等资料,总结成数据图表,对氢能储能发电技术的关键材料及关键技术进行了总结,并对国际上的氢能储能发电示范应用项目进行了详细的介绍,分析了在氢能发电过程中可能遇到的技术实施中的关键技术和关键材料问题,包括材料的筛选、技术经济性分析、效率、技术匹配问题等一系列问题,提出国内示范应用应重点解决的关键技术。通过本书的阅读,将使读者清晰全面地了解氢能储能发电,同时也能为我国将来建设氢能储能发电项目提供技术参考依据,这对于推进我国电网用氢能储能发电、推进智能电网的发展具有重要意义。

由于作者水平有限,书中难免有不妥之处,希望读者予以批评指正!

编著者

2017.1