全國首套煤基固體氧化物燃料電池系統(tǒng)運行
煤氣化后通過燃料電池發(fā)電,能量轉(zhuǎn)換效率高達50%至85%,并可實現(xiàn)污染物的近零排放
近日,全國首套以煤為原料的15千瓦固體氧化物燃料電池(SOFC)發(fā)電系統(tǒng)在晉煤集團天溪煤制油分公司打通全流程,建成了煤經(jīng)氣化再通過SOFC發(fā)電的示范工程,實現(xiàn)了以氣化煤氣(合成氣)為燃料的SOFC發(fā)電系統(tǒng)的示范運行。
燃料電池是一種將儲存在燃料與氧化劑中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的高效發(fā)電裝置。傳統(tǒng)燃煤電廠必須經(jīng)過燃料燃燒,實現(xiàn)化學(xué)能—內(nèi)能—機械能—電能的能量轉(zhuǎn)換,在每個能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),都會存在能量損失。該裝置則實現(xiàn)了由燃料化學(xué)能到電能的一步轉(zhuǎn)換,能量轉(zhuǎn)換效率高達50%至85%。另外,SOFC可以使用的燃料很廣泛,如氣化煤氣(合成氣)、各種工業(yè)煤氣、煤層氣、天然氣、沼氣、工業(yè)副產(chǎn)氫氣/純氫氣等氣體燃料,甚至汽/柴油、甲/乙醇等液體燃料,都能比較容易地實現(xiàn)與現(xiàn)有能源系統(tǒng)兼容,并且可以實現(xiàn)污染物的近零排放。這種新型電化學(xué)發(fā)電技術(shù)也是燃料電池家族中冉冉升起的明星。
該項目為山西省重點科技攻關(guān)項目,由晉煤集團承擔(dān),聯(lián)合蘇州華清京昆新能源科技有限公司、清華大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)(北京)共同完成。該項目通過高校與企業(yè)密切的產(chǎn)學(xué)研合作,首次實現(xiàn)了以煤基合成氣為燃料的15千瓦SOFC發(fā)電系統(tǒng)工業(yè)化運行,標志著我國在SOFC技術(shù)領(lǐng)域邁進了一大步,為未來SOFC百萬瓦級、兆瓦級電站應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。以煤為基礎(chǔ)的SOFC發(fā)電是解決當(dāng)前燃煤發(fā)電高污染、低效率的有效途徑,對煤炭清潔化高效利用及煤層氣利用都具有重要意義。同時,發(fā)展燃料電池也為以后發(fā)展氫經(jīng)濟奠定了基礎(chǔ)。該項目自主實現(xiàn)了SOFC關(guān)鍵材料、單元電池、電堆集成、發(fā)電系統(tǒng)全鏈條4個單元生產(chǎn)技術(shù)的貫通,現(xiàn)在已經(jīng)開始了各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的批量化擴產(chǎn),為迎接即將來臨的規(guī)模化市場應(yīng)用做好技術(shù)準備。