华北电力大学保定校区动力工程系“氢”行“碳”访——“双碳”行动实践团向下扎根,深入乡村氢能示范一线,走进浙江省丽水市缙云县的水光氢生物质近零碳示范工程,实地调研学习。
今天我们就跟随国家电网给出的三个问题谈谈这一乡村氢能工程。
一、为何要选址浙西南山区开展氢电耦合实践?
缙云是中国“茭白之乡”“麻鸭之乡”,每年都有大量富余的茭白秸秆,这些秸秆最终都会被农民焚烧掉,产生大量二氧化碳排放;而麻鸭养殖也是缙云人一代代传承下来的产业,每年有大量的麻鸭粪便无处可去。而这废弃的大量秸秆和麻鸭粪便发酵后可产生富足的沼气,沼气中的二氧化碳与氢气反应后可产甲烷,使得原沼气中的甲烷浓度升高,从而得到生物天然气,供农民使用。
其次,浙西南日照充足,使得其光电丰富。而且年降雨量高,以山地丘陵为主,又是“六江之源”,江溪源短流急落差大,也能为该工程提供丰富的水电。富余的绿电为零碳工程提供了更多的机会与可能性。
二、“氢能+茭鸭共生”化学反应如何发生?
在缙云水氢生物质近零碳示范工程中,能源互联互动、高效管理,分布式光伏发电与水电为整个过程提供绿电绿电制氢,一部分氢气满足交通和工业需求,另一部分氢气进入甲烷化装置,固定沼气(麻鸭粪便、茭白秸秆等发酵产生)中的二氧化碳,将沼气中占比近五成的二氧化碳转化为甲烷,产生生物质天然气,之后通过天然气管网输送给用户,用于农村供暖、厨房用能等。这一固定甲烷的过程能将沼气的能效利用率从原本的五成左右提高到九成以上,这不仅是对能量的更充分利用而且还是对环境的有效保护。
三、未来将催化出什么化学效果?
首先,该工程为实现“双碳”目标提供了可靠的现实依据,也是氢能在乡村应用的典例。在帮助乡村碳中和的同时为农户提供新的收入方式,废弃地茭白秸秆将被重新利用,养殖场里成堆的鸭粪也变废为宝。
其次,该工程实现从清洁电力到清洁气体的转化,形成可复制推广的可再生能源深度融合的一体化功能方案,有助于提高电网“弹性”,增强电网的稳定性。同时将氢气直接转化为天然气,这一举措解决了氢气难运输和难使用的问题,满足用户对电、热多种能源的需求,加速消费侧深度脱碳。