浙江新聞客戶端 記者 孟琳 張帆

隨著新能源汽車的推廣，能源補(bǔ)給站越來越多。除了給新能源汽車充電、充氫，你是否留意到，有的能源站已在利用新能源、能源存儲(chǔ)等方面初顯身手，去年下半年投入運(yùn)行的國(guó)網(wǎng)湖州供電公司濱湖綜合能源站就是一個(gè)典型。這個(gè)能源站用光伏向辦公樓宇、汽車充電樁供電，剩余電力通過制成氫氣、帶動(dòng)“陀螺”旋轉(zhuǎn)化為動(dòng)能等形式存儲(chǔ)。在新能源電力不足時(shí)，存儲(chǔ)的能量又可轉(zhuǎn)換為電能。

該能源站是浙江首個(gè)電網(wǎng)側(cè)氫能高效轉(zhuǎn)化與利用技術(shù)試驗(yàn)平臺(tái)，在此試點(diǎn)的分布式配電網(wǎng)智能調(diào)控技術(shù)研究及應(yīng)用項(xiàng)目，是由浙江省科技廳立項(xiàng)的省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，即將迎來驗(yàn)收。日前，我們走進(jìn)這里，探尋其背后的“玄機(jī)”。

這個(gè)能源站

有啥不一般

濱湖綜合能源站位于湖州市杭長(zhǎng)南路，這里有一幢白色辦公樓，門口兩排充電樁，數(shù)輛電動(dòng)汽車正在充電。我們走近觀察，發(fā)現(xiàn)這里與眾不同：屋頂布滿太陽(yáng)能光伏發(fā)電板，辦公樓周邊分布著數(shù)個(gè)白色的儲(chǔ)能“集裝箱”。辦公區(qū)內(nèi)，身穿灰色工作服的工作人員正緊盯大屏幕監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并緊張記錄著。

“目前各項(xiàng)技術(shù)路線已經(jīng)評(píng)估確認(rèn)可行性，我們正進(jìn)行最后階段的試驗(yàn)驗(yàn)證，隨后就能迎接驗(yàn)收?！痹撃茉凑卷?xiàng)目的總工程師馬駿超告訴我們，這個(gè)占地6.35畝的能源站不一般，整個(gè)研究團(tuán)隊(duì)歷時(shí)3年多，才搭建起多類能源靈活轉(zhuǎn)換的體系，建設(shè)這樣的能源站，就是奔著實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。

這個(gè)能源站有啥不一般？馬駿超展示了核心技術(shù)：實(shí)現(xiàn)氫氣和電能的雙向轉(zhuǎn)換與控制。

供電很講究安全平穩(wěn)，而光伏、風(fēng)能等新能源發(fā)電卻要“靠天吃飯”，例如沒有光照時(shí)就不能光伏發(fā)電，因此電能輸出不夠穩(wěn)定。能否讓新能源平穩(wěn)供電？“我們嘗試的解決方案主要是讓氫能和電能雙向靈活轉(zhuǎn)換?！瘪R駿超解釋，簡(jiǎn)單來說，就是把光伏發(fā)電富余的電力，通過電解水制成氫氣存儲(chǔ)起來，電力不足時(shí)再用氫氣發(fā)電。

馬駿超帶我們來到辦公樓西側(cè)一個(gè)白色“集裝箱”前，箱內(nèi)安裝的是由集成制氫、氫燃料電池等設(shè)備組成的氫電雙向轉(zhuǎn)換及儲(chǔ)能一體化系統(tǒng)。

正值午后，陽(yáng)光燦爛，馬駿超給我們算起了賬：“這樣的天氣，我們的屋頂太陽(yáng)能光伏板能滿額發(fā)電，每小時(shí)能發(fā)電80千瓦時(shí)，我們辦公區(qū)1小時(shí)用電約15千瓦時(shí)。你們看，現(xiàn)在僅有一輛小型汽車在充電，1小時(shí)耗電約60千瓦時(shí)。屋頂光伏板的發(fā)電量，由此還剩下5千瓦時(shí)。這時(shí)，根據(jù)能量管理系統(tǒng)自動(dòng)生成的指令，氫電雙向轉(zhuǎn)化系統(tǒng)響應(yīng)，富余電力制成氫氣儲(chǔ)存起來?！?/p>

穿戴好安全服和安全帽，我們跟隨馬駿超一起走進(jìn)“集裝箱”。他先仔細(xì)查看了幾個(gè)壓力閥的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并進(jìn)行微調(diào)。我們探頭往里看，只見箱內(nèi)管線密集，收到指令的系統(tǒng)自動(dòng)注水，淙淙純凈水流入水箱，到制氫單元模塊后，在電力和催化劑的作用下發(fā)生電解反應(yīng)，生成高純度的氫氣，然后通過一根管道輸出并罐裝存儲(chǔ)。

“輸出的是高純度氫氣，達(dá)到直接供給氫能源汽車的要求?！瘪R駿超繼續(xù)介紹，而在光伏發(fā)電滿足不了用電負(fù)荷時(shí)，就讓儲(chǔ)存的氫氣進(jìn)入后面的發(fā)電模塊——與氧氣發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成電能輸出。整個(gè)過程無需人工操控，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)電能負(fù)荷情況自動(dòng)發(fā)出指令，讓氫氣與電能的轉(zhuǎn)換無縫銜接。

電池里的

神奇反應(yīng)

回到辦公區(qū)，馬駿超告訴我們，綜合能源站實(shí)現(xiàn)能源高效轉(zhuǎn)化利用，遠(yuǎn)不止氫電雙向轉(zhuǎn)換這一種途徑，而是有一套“組合拳”：綜合能源站由六部分組成，包括光伏發(fā)電系統(tǒng)、氫電轉(zhuǎn)換及儲(chǔ)能一體化系統(tǒng)、天然氣發(fā)電及儲(chǔ)能一體化系統(tǒng)、飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)、充電樁系統(tǒng)，以及采集、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和生成、發(fā)出執(zhí)行指令的“智慧大腦”。

帶著好奇心，我們跟隨馬駿超繼續(xù)巡視設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況。辦公區(qū)南側(cè)的“集裝箱”，里面裝的是固體氧化物燃料電池氣電轉(zhuǎn)換及儲(chǔ)能一體化裝置。

“通過控制天然氣發(fā)電，也能實(shí)現(xiàn)電力的靈活調(diào)節(jié)和存儲(chǔ)?！瘪R駿超指著“集裝箱”說，當(dāng)天然氣遇到水蒸氣，在催化劑的作用下，會(huì)反應(yīng)生成氫氣和一氧化碳，氫氣和氧氣再發(fā)生反應(yīng)就能轉(zhuǎn)化出電能，這些反應(yīng)都被“鎖定”在這里的電池模塊中進(jìn)行。

“該系統(tǒng)是我們自主研發(fā)的成果，突破了固體氧化物燃料電池電能靈活調(diào)節(jié)、運(yùn)行可靠保護(hù)和多場(chǎng)景應(yīng)用的技術(shù)瓶頸?！瘪R駿超說著帶我們走進(jìn)這座“集裝箱”內(nèi)部，只見里面排布著兩堵高約2米的“電池墻”，它由528塊“電池盒”砌成，串聯(lián)成能量存儲(chǔ)系統(tǒng)。

有了這款“升級(jí)版”燃料電池，工作人員只需在電腦上輕點(diǎn)鼠標(biāo)，系統(tǒng)就能立即啟動(dòng)或暫停天然氣發(fā)電，并將電力及時(shí)存儲(chǔ)和供給。

年可減少

CO2排放8.6噸

“除了化學(xué)儲(chǔ)能方式，我們還有物理儲(chǔ)能方式。”說著，馬駿超又帶著我們來到能源站的東南面，只見附近地面一個(gè)3.5平方米左右的方形鋼筋水泥“井蓋”分外搶眼，　“井蓋”下方是一個(gè)邊長(zhǎng)約4米、深約3米，由混凝土澆筑的大坑，里面安裝了飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)——一個(gè)重達(dá)1噸、可高速旋轉(zhuǎn)的合金鋼“陀螺”。

“‘井蓋’下是一個(gè)密閉的近真空裝置，我們用磁懸浮技術(shù)讓‘陀螺’呈懸空狀態(tài)，在幾乎無阻力的環(huán)境下可長(zhǎng)時(shí)間保持旋轉(zhuǎn)。通過電流作用改變磁場(chǎng)，‘陀螺’轉(zhuǎn)速加快，電能就轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)動(dòng)能?！瘪R駿超邊說邊用電氣連接圖演示，“智慧大腦”只需調(diào)節(jié)電流的輸入和輸出，就可讓“陀螺”實(shí)現(xiàn)充電和放電。

此外，充電樁區(qū)域也暗藏“玄機(jī)”。電動(dòng)汽車接入充電樁后，不僅可以充電，也能向電網(wǎng)放電。有了這個(gè)充電樁，每一部電動(dòng)汽車都能變成一個(gè)小型充電寶，當(dāng)電力不夠用時(shí)，就可以把電動(dòng)汽車動(dòng)力電池的電能釋放到電網(wǎng)中。

探索清潔、零碳的多元化供能模式，是馬駿超團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)之一。通過多能互補(bǔ)的一系列能量“組合拳”，濱湖綜合能源站每年可提供9萬千瓦時(shí)清潔電力，減少二氧化碳（CO2）排放8.6噸，產(chǎn)出8500標(biāo)方氫氣，可支持1輛氫能源汽車持續(xù)零碳行駛8萬公里。

關(guān)鍵詞： 電動(dòng)汽車 燃料電池 固體氧化物