中石化在新疆投了近30億人民幣,干啥的?你看看下面的步驟,是不是多此一舉?
先用光伏發電,接著用電解水制造氫,再用氫能發電,其中還包括輸送、儲存等諸多環節,如此復雜的流程有必要嗎?
直接使用光伏產生的電能不就完了?近30億人民幣得浪費多少?如果你這么想可就錯了,知道真相后不得不感嘆,原來這就才是“中國智慧”。
為什么要在新疆建立光伏發電基地?
我們都知道,發電模式有很多種類,但絕大多數都有缺點。
傳統的火力發電,通過燃燒煤炭、石油或天然氣等化石燃料,以燒開水的方式發電,但缺點是成本高,污染大。
風力發電,極其依賴風速,存在很明顯的隨機性和波動性,總結就三個字“不穩定”。
潮汐發電,要修建攔海大壩、安裝抗腐蝕設備及專用水輪機組,造價動輒幾十億人民幣,還要考慮到后期維護,成本太高,無法大規模普及,總結就兩個字“太貴”。
太陽能的優勢在于,只要頭頂的太陽不熄滅,我們永遠不用擔心“原料”的問題,并且太陽能屬于清潔能源,發電過程中不會產生污染物。
有些地區陰雨連綿,但有些地區卻艷陽高照,例如新疆。
新疆遠離海洋,非季風區降水稀少,年均晴天占比超80%,日照時數全年平均2550~3500小時,日照百分率60%~80%,年總輻射量高達5000–6670 MJ/m2。
此外,新疆地廣人稀,海拔高,空氣稀薄,直接輻射較強,是光伏發電的理想區域。
光伏發電,用電制取氫氣,再用氫氣發電,是多此一舉嗎?
豐寧水電站位于河北省承德市豐寧滿族自治縣境內,這座水電站用100度的電抽水,再得到75度電,工程總投入近200億人民幣。
類似“多此一舉”的工程還有很多,為什么都如此“奇怪”?
雖然我們每天都在用電,但絕大多數人不知道的是,電能極難儲存。
雖然理論上可以通過超導線圈來儲存,但超導需極低溫環境維持,投入成本遠遠超過了電能本身價值。
從某種程度上來講,你說電能無法儲存,也是可以理解的。
雖然不建議直接存電,但卻可以間接存電,怎么個存法?
上面說的豐寧水電站,全稱是豐寧抽水蓄能電站,用多余的電將下面的水抽上來,當需要用電時,水從高處落下,產生的電被送往千家萬戶。
“抽水蓄能”屬于物理儲能中的一類,其他還包括壓縮空氣(氣體內能)、飛輪(動能)。
而本文所講的光伏制氫,屬于化學儲能的一類。
為什么用光伏發電,用電制取氫能,再用氫氣發電?這就很好理解了。
通俗的說,光伏發電的電能超過了使用需求,多余的電存起來費勁,只能白白浪費掉,如果不想浪費,只能換種形式儲存,等需要用的時候再發電。
雖然這種模式,發電量會打折扣,但還是那句話,總比浪費好。
光伏制氫的優勢是什么?
豐寧蓄水發電站需要靠抽水來儲存電能,但并不是所有地方都有這么多水資源,還適合建造發電站的,但氫能不一樣。
目前主流的儲存辦法是高壓氣態儲氫,在常溫下將氫氣壓縮至35~70 MPa,接著存進碳纖維纏繞復合罐,就跟一節節電池似的。
這種技術現在很成熟,設備也很便宜,所以綜合成本很低,當然了,也有低溫液態儲氫,但液氫儲罐造價是氣態的3倍以上,適合航天或大規模運輸。
解決了儲存難題,再來看“氫”。
它的發電原理是,氫氣和空氣混合燃燒,產生高溫高壓氣體,驅動渦輪機帶動發電機發電。
2H? + O? → 2H?O + 熱能
氫的質量熱值約120 MJ/kg,是汽油的3倍,主要因為氫分子結構簡單,氧化反應過程中,釋放能量更高,并且從化學方程式來看,氫氣和氧氣燃燒后,不會產生污染物(傳統層面),屬于全球最干凈的能源之一,也是很多企業未來的發展方向之一,例如氫能汽車等。
做個總結。
新疆太陽能豐富,咱用光伏發電后,因為電能太多了,把多余的電能以氫能的方式存起來,需要用的時候,再用氫能轉化成電能,看似多此一舉,實則充滿智慧。
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