氫能發(fā)電系統(tǒng)具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益

　　風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源發(fā)電具有隨機(jī)性和間歇性，與大電網(wǎng)用電高峰不同步，在電網(wǎng)高峰或低谷時(shí)，不能及時(shí)補(bǔ)充調(diào)控，在并入電網(wǎng)時(shí)會(huì)引起電網(wǎng)電壓的大幅度波動(dòng)。
 

　　為此，可能需要建造比風(fēng)電場(chǎng)總?cè)萘看?～3倍的“調(diào)壓控制電站”，來(lái)調(diào)控和抑制這種大量電能的波動(dòng)，以解決風(fēng)力發(fā)電輸出電能不穩(wěn)定問(wèn)題。
 

　　因此，迫切需要發(fā)展大容量、高功率、長(zhǎng)壽命、高安全和低成本的儲(chǔ)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，以及可再生能源的充分利用。必須要建立一個(gè)高效的儲(chǔ)能系統(tǒng)，下面將分析氫能發(fā)電系統(tǒng)的可行性。
 

　　氫能源是一種干凈的、可以循環(huán)的、可大規(guī)模利用的能源方式。可以利用大規(guī)模的風(fēng)電、太陽(yáng)能電等進(jìn)行大規(guī)模的電解水制氫，會(huì)得到大量的干凈的能源，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的能量?jī)?chǔ)存，解決現(xiàn)在模式的風(fēng)電并網(wǎng)難題并且不會(huì)對(duì)環(huán)境有任何影響。
 

　　氫氣能源可以長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存、可以管道長(zhǎng)距離輸送，可以直接用來(lái)大規(guī)模發(fā)電，更可以提供給汽車(chē)、火車(chē)、飛機(jī)、輪船等
 

　　移動(dòng)的交通運(yùn)輸工具使用，氫氣燃燒利用后除產(chǎn)生能量外，只產(chǎn)生水蒸氣，冷凝后就是純水，實(shí)在是清潔、環(huán)保的能源。地球上有70%的面積是水，作為一種能量的轉(zhuǎn)換物質(zhì)，是取之不盡、用之不竭的，風(fēng)電在這里只是起到了一種能量的轉(zhuǎn)換，將巨大的風(fēng)能、太陽(yáng)能等資源，通過(guò)風(fēng)力能發(fā)電→電解海水→制氫制氧→氫氣能源→發(fā)電、制熱、炊事、取暖、交通工具使用等過(guò)程后又變成了水，這些水返回到大自然的水系統(tǒng)循環(huán)中為下一次的能量轉(zhuǎn)換循環(huán)中再利用。
 

　　氫能發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益分析：
 

　　氫氣燃燒熱值很高，除核燃料外，氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中高的，為142351kJ/kg(32352大卡/千克)，是汽油發(fā)熱值的3倍。
 

　　氫氣的密度小，純氫的密度僅為空氣的1/14，為0.0899g/L。
 

　　1m3氫氣重89.9g，熱值為12797.355kJ(2956大卡)。
 

　　1kg水電解后不但可以得到1/9kg的氫氣，并且還可以得到8/9kg的氧氣和0.3/10kg的固體物。
 

　　拿千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電場(chǎng)來(lái)說(shuō)，假設(shè)是滿(mǎn)發(fā)，1小時(shí)就是1千萬(wàn)度電，按2.5度電能產(chǎn)生1m3氫氣計(jì)算，就可以得到4×106m3氫氣。1m3氫氣的熱值是2956大卡，標(biāo)煤的熱值是7000大卡，大約2.4m3氫氣的熱值相當(dāng)于1千克標(biāo)煤的熱值，拿4×106除2.4得1666666.6千克標(biāo)煤(我國(guó)是按煤當(dāng)量“標(biāo)煤”計(jì)算熱值的)，相當(dāng)于1600噸標(biāo)煤的熱值能量，按市場(chǎng)上的優(yōu)質(zhì)煤炭熱值一般是5500大卡計(jì)算，相當(dāng)于2100t優(yōu)質(zhì)煤炭的能量，也就是說(shuō)“千萬(wàn)千瓦級(jí)的風(fēng)電場(chǎng)”1小時(shí)所發(fā)出的電力進(jìn)行風(fēng)電制氫模式，就能夠產(chǎn)生2000t優(yōu)質(zhì)煤炭(按煤當(dāng)量計(jì)算)的熱值能量，1天24小時(shí)就能夠產(chǎn)生相當(dāng)于48000t優(yōu)質(zhì)煤炭熱值能量的氫氣能量，就算是只有50%的效率，每天也有2萬(wàn)噸優(yōu)質(zhì)煤炭熱值的氫氣能量，一年就是720萬(wàn)噸優(yōu)質(zhì)煤炭能量(2萬(wàn)噸乘以365天)。
 

　　這些氫能源是能夠儲(chǔ)存的，既可以直接提供給發(fā)電廠(chǎng)發(fā)電(燃?xì)廨啓C(jī)方式，省去產(chǎn)生蒸汽的環(huán)節(jié)好)，產(chǎn)生的電力在電網(wǎng)高峰需要時(shí)大量地并入電網(wǎng)(這是高質(zhì)量的特別平穩(wěn)、可調(diào)、可控的電流，是電網(wǎng)十分歡迎的高質(zhì)量電能)，得到良好的經(jīng)濟(jì)效益，又可以在電網(wǎng)低谷時(shí)脫離電網(wǎng)，將氫氣給大量的使用氫能源的汽車(chē)、火車(chē)、飛機(jī)、輪船等移動(dòng)交通工具加氫氣能源，立馬就變成實(shí)實(shí)在在的真金白銀收入，或者是通過(guò)管道方式輸送到大城市，提供給千千萬(wàn)萬(wàn)的家庭炊事使用，這種模式就是氫能源模式。
 

　　電解制氫的同時(shí)除去產(chǎn)生單項(xiàng)的氫氣外，還有8/9的氧氣產(chǎn)生(純氧)，每產(chǎn)生1m3氫氣，同時(shí)就可以產(chǎn)生0.45m3氧氣，在產(chǎn)生4×106m3氫氣的同時(shí)還產(chǎn)生1.6×106m3的氧氣，這些氧氣也是可以直接賣(mài)的商品，大量的機(jī)械加工企業(yè)的鋼鐵切割和有色金屬的焊接就需要大量的氧氣，其他在醫(yī)療衛(wèi)生、化工還原、污水處理方面都需要大量的氧氣，在高效“燃料電池”工作時(shí)也需要大量的氧氣。
 

　　按2016年市場(chǎng)上一瓶氧氣(容量6～8m3)15～20元)，1.6×106m3氧氣，每瓶裝8m3就是20萬(wàn)瓶氧氣，價(jià)值400萬(wàn)元，這僅僅是這個(gè)風(fēng)電場(chǎng)1小時(shí)電解水產(chǎn)生的氧氣效益，1天24小時(shí)就是9600萬(wàn)元的氧氣收入，一年僅憑氧氣就可以收入近300億元，這些收益也是風(fēng)電制氫效益的一部分。
 

　　在電解水時(shí)還可以回收大量的熱能，這是因?yàn)殡娊獾倪^(guò)程中，會(huì)有一部分能量變成熱能，這些熱量可以通過(guò)熱交換器置換出來(lái)，既提高了電解的效率，又得到數(shù)量很大的熱能，冬季可以取暖、供魚(yú)池加溫等，夏季可以為洗浴提供熱能等，用途是十分廣泛的，總之也是一種很有價(jià)值的能源，也是風(fēng)電制氫、制氧同時(shí)的副產(chǎn)品，有實(shí)在的經(jīng)濟(jì)效益。
 

　　電解水制氫的過(guò)程中也是對(duì)水的濃縮過(guò)程，拿海水來(lái)說(shuō)，其含鹽量是3%，1千克海水中含鹽30g，每小時(shí)制氫4×106m3時(shí)需要消耗海水約4×106千克，合4000t海水，每噸海水中含鹽300千克，就算是只提煉出來(lái)一半，也是150千克，4000t乘以150千克等于60萬(wàn)公斤=600t(1小時(shí)的產(chǎn)量)，這又是一種伴隨著制氫過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品，都是利用風(fēng)電產(chǎn)生的，有實(shí)際價(jià)值的產(chǎn)品。
 

　　從上述分析可以認(rèn)為，氫能發(fā)電系統(tǒng)不僅產(chǎn)出巨大，而且可以大幅度地降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)的制造成本，提供和產(chǎn)出多種有直接經(jīng)濟(jì)效益的產(chǎn)品，達(dá)到了大量減少二氧化碳的目的，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。