太阳能光伏发电制氢技术应用

　　交大光谷作为一家致力于成为全球领先的智慧能源系统集成商，我们一直在打造综合智慧能源体系，这既是顺应能源发展趋势，也是对自身优势的挖掘。交大光谷的太阳能、风能、空气能、氢能等新能源在内的多种能源协同模式在工业园区、开发区、岛屿等场景得到广泛的应用。在这一过程中，储能是促进新能源以更高效率和更多场景下的利用的关键设备所在。作为多能源子系统的综合纽带，储能是未来综合能源系统的心脏。随着交大光谷对综合能源业务布局的深入，储能正在向工商业园区微电网、充电站、通信基站等场景延伸和渗透。可以预期的是，未来随着储能成本的降低和技术的完善，储能进入的空间将大幅增加。综合能源服务以用户需求为导向，场景丰富、容量巨大，被誉为储能产业发展的后继动力，将为包括电储能、氢能在内的各种储能技术提供多样化的应用场景。综合能源系统最终的目标是实现多种能源在时间、空间维度上的完全结合。未来在综合能源系统中，储能被赋予新的内涵，将发挥缓冲器、聚合器、稳定器的作用。

　　当前我国的光伏企业在全球产业链上有相对的竞争优势，无论对国内还是国外客户来讲，我国光伏企业的产品都具有极强的性价比和优势服务的吸引力，这就导致了我国新能源相关的公司在全球份额的不断提升。光伏是过去十年成本下降最快的能源细分领域，目前海外大部分地区已经实现平价上网，光照资源好的地方成本甚至已经远低于其他能源，国内也处在向平价的过渡期，经济性的问题已经解决得差不多，当一个产品解决了经济性的临界点问题的时候，接下来大概率会看到的就是在市场自发需求下的大规模上量。

　　光伏发电作为绿色清洁能源，装机规模不断增大，但光伏发电具有随机性、波动性、阶段性供电等问题，增加了电网调度难度。随着光伏装机规模的不断扩大，光伏发电将面临增加储能问题，这就为光伏发电持续发展带来了一定挑战。光伏发电制氢用于天然气掺烧、燃料电池，可丰富终端用户用能多样性，保障能源安全，也是解决光伏发电所面临问题的一种途径。氢能极有可能在难脱碳行业的碳减排工作中发挥重要作用，且在成本经济性上极具竞争力。此外，氢能也将在电力系统中扮演能源储存和灵活性调节的重要角色。

　　1.平抑光伏发电的不稳定性。光伏发电在昼夜、日间的变化都比较大，发电量曲线不够稳定，如直接接入电网，会加重电网调节负担、严重的会造成电网失稳，对电力安全造成影响。利用光伏制氢，将不稳定的能量转化为氢能储存，需要时再通过氢能发电，稳定输出，实现发电曲线.储能效用。利用氢能的储能效用，将光伏发电转换为氢能，以低于化学储能的成本，实现跨天、跨周甚至跨月跨季度的储能，或者将氢压缩或液化实现远距离运输，匹配发电端和用户端。

　　光伏制氢为光伏发电创造了一个新的应用场景和广阔的市场需求。目前全球氢气需求量约6千万吨/年，如果全部由光伏发电来生产，需要超过1500GW的光伏。未来三十年氢的年均新增需求在2000吨以上，每年需要新增约900GW光伏装机。

　　氢能是一种清洁、高效的二次能源，在碳中和及风光平价的趋势下，可再生能源电解制氢有望成为最主要的制氢方式，市场前景广阔。交大光谷太阳能公司将氢能全产业链作为新能源发展的核心业务，有信心成为“绿色”氢能和太阳能的世界领导者。绿色氢气是利用太阳能分解水而产生的。它不同于通过化石燃料制造的“灰氢”，以及使用不可再生能源但碳足迹较低的“蓝氢”。未来交大光谷将开发生产绿氢和蓝氢的技术。未来氢能在终端能源体系中的占比将达到10%至15%，氢能将与电力协同互补，共同作为终端能源体系的消费主体，并带动形成十万亿级的新兴产业。

　　氢在宇宙中分布广泛，它构成了宇宙质量的75%；氢能是氢(H)在物理与化学变化过程中释放的能量；氢气的来源多样，可利用化石燃料生产，也可电解水生产；氢燃烧的产物是水，是世界上最干净的能源，被誉为21世纪最具发展前景的二次能源。除核燃料外，氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，是汽油发热值的3倍，酒精的3.9倍，焦炭的4.5倍。

　　到目前为止，对太阳能制氢的研究主要集中在：热化学法制氢、光电化学分解法制氢、光催化法制氢、人工光合作用制氢和生物制氢等。其中，将太阳能发电和电解水组合制氢组合成系统的技术，是主流发展方向。10MW光伏每小时可制造10立方的氢气，25平方公里的光伏发电列阵，可以做一个小型的制氢城，一年可以产100万吨的氢气，100万吨的氢气完全够我们未来几年用。初步计算，在光照好的地方，制氢的光伏发电成本大概在1毛5分钱一度电，是大幅度低于现在制氢的电力成本。