近日，我国首套自主研发的百千瓦级电氢双向转换装置在广州投运，在国内率先通过一套装置完成制氢和发电，实现了绿电和绿氢的双向高效可靠转换，标志着我国可逆固体氧化物电池技术从“实验室”走向了“示范应用”。
该电氢双向转换装置位于南方电网广东广州供电局小虎岛电氢智慧能源站。在外观上看，纵横交错的“钢管森林”旁矗立着三个银灰色集装箱，以及一个小型储氢罐。布局看似简单，然而内有乾坤。该装置基于可逆固体氧化物电池技术，具有电解池和燃料电池两种模式，集制氢与发电功能于一体：在电解池模式下，装置通过高温电解水制取“绿氢”，将这些氢气收集到储氢罐，可随时向站内供氢；当一键切换成燃料电池模式后，可将储氢罐内的氢气输送回装置，通过电化学反应按需发电并网。电和氢的整个转换过程达到分钟级。
广州供电局氢能源研究中心杨怡萍介绍：“我们联合中国科学院上海应用物理研究所攻克了大功率装置电堆模组集成、双功能系统可逆切换、安全控制等技术，研发了这套装置。目前该装置的系统电解制氢功率已达100千瓦，电堆平均每三度电可制一立方氢，相比传统电解制氢技术的效率提升了20%—30%，尾气循环利用下发电效率可达60%。”
据悉，该装置依托“电-氢”和“氢-电”的高效、双向转化优势，丰富了新型电力系统的调节资源，助力更多的新能源并网消纳，也提升了电网在各种极端情况下的韧性与可靠性。一方面，该装置可以作为储能设备，在用电低谷时将富余的绿色电能用来制氢，并储存起来，有助于粤港澳大湾区风电等新能源的大规模就近消纳，促进能源间的“时空转移”，也为交通、工业等行业提供“绿氢”，助力各行业深度脱碳；另一方面，该装置可以作为发电设备，在用电高峰时，以及各类应急情况下，将储存的绿色氢气用来发电，实现电力供应更加安全可靠、绿色低碳。
“这套装置实现了从材料到系统的全面国产化。”杨怡萍说道，“作为小型、分布式的能源生产单元，未来通过模块化叠加组合，装置的制氢与发电功率可达到兆瓦级。”据了解，这套电氢转换装置处于国际先进、国内领先水平，预计到“十五五”期间，该技术将进一步应用于冶金、化工等行业领域，电氢转换规模将提升百倍，拓展到万千瓦级。
“双碳”目标的提出，使氢能产业被赋予新的历史使命。广州供电局副总经理龙云认为，通过“电-氢”转换，全社会用氢客户可以直接或间接地成为用电客户，以绿氢为途径，既能大幅增加电网消纳新能源的能力，也能进一步提高电能在终端能源消费的比重，最终支撑实现碳达峰、碳中和。
下一步，广州供电局将加快突破电氢协同核心技术瓶颈，以电氢协同支撑构建新型电力系统，带动氢能产业链上下游相关企业共同发展。同时，加强商业模式的研究，推动产业孵化以加快发展新质生产力。
（光明日报全媒体记者 雷爱侠 吴春燕 通讯员 黄欣然 黄旭锐）
来源：光明日报全媒体记者 雷爱侠 吴春燕 通讯员 黄欣然 黄旭锐
原文始发于微信公众号（光明日报）：我国首套，自主研发！
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