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氢燃料电池热电联供示范项目在氯碱生产中的研究与探索

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完成单位:焦作煤业(集团)开元化工有限责任公司,中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司

登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-2-***

登记年份:2025

发布时间:2025-07-22

成果主要完成人

刘君诗、张友谊、程秉国、陈新萍、吴红忠、任 斌、丁 杰、张昀龙

项目概况

一、背景 在全球能源向清洁化、低碳化、智能化发展的趋势下,发展氢能源产业已经成为当前能源技术变革的重要方向,对我国实现新时代能源转型具重大意义。2019 年,氢能源首次写入《政府工作报告》。2020 年,国家能源局发布的《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》首次将氢能源列入能源范畴,从法律层面明确了氢能源的能源地位。国家发改委于 2022年 3月发布了氢能产业发展中长期规划(2021-2035 年),各地政府也先后出台氢能产业发展规划和行动计划,我国氢能源正迎来快速发展的战略机遇期。 二、主要内容 开元化工20万吨离子膜法制碱装置利用副产氢气,建设2MW氢燃料电池热电联供示范项目。一路用于2MW氢燃料电池发电,进行逆变升压接入内部电网,另一路经压缩机增压至22MPa用于对管束车进行充装。目前公司已在马村区投建了固定式加氢站,购置了氢能源客车,形成了产销供运营模式。 三、先进性 1、燃料电池是一种直接将燃料的化学能转化为电能的装置。已被誉为是继水力、火力、核电之后的第四代发电技术。 2、氢燃料电池具有转化率高,能源综合利用效率超过80%,与传统的火力发电相比,总效率提高了近 2 倍左右。 3、氢燃料电池的负载有变动时,它会很快响应。无论处于额定功率以上过载运行或低于额定功率运行,都能承受且效率变化不大。 4、氢燃料电池发电产物只有电和水,无任何污染。 5、燃料电池具有组装式结构,安装维修方便,不需要很多辅助设施。燃料电池电站的设计和制造相当方便。 6、符合国家“双碳”战略目标、循环经济、绿色发展的要求,与工信部的工业绿色发展规划高度契合。 四、实施效果 1、节能降碳,顺应国家能源发展方向。该项目每年可供电1513万 kWh、热水回收折算蒸汽1.6万吨,折合减煤量5502吨标煤,减少二氧化碳排放约1.4万吨,符合循环经济、绿色发展的要求,与工业绿色发展规划高度契合,同时有效降低企业综合能耗、提升资源利用率,创造较高的经济效益; 2、可起到示范带动作用。该项目是省内首台、国内最大的燃料电池副产氢发电项目。在氯碱行业形成标杆效应,成为全国氢能高附加值回收利用的典范企业。助力地方政府及企业优化能源结构配置,加快企业节能降耗目标的实现进程。 3、通过开元化工富余副产氢高附加值利用。实现氢能清洁无污染利用,为公司清洁生产、节能降耗、减排增效做出了新的方法。 五、推广性 1、节能