随着经济加快速度进行发展,汽车迅速走进了千家万户,给人类带来高质量生活的同时,也使得国家对进口石油的依赖度慢慢的升高,环境污染、能源短缺及能源安全等问题变得越发严峻,电动汽车无疑是解决这一问题的最佳答案。有一种电池,它无须充电,装有这种电池的汽车只需像加油一样在短时间内加注氢气。这种电池不排放任何污染物,仅仅排放少量水蒸汽,电池电转换效率高达60%,远超于内燃机约30%的效率,这种神奇的电池就叫做“燃料电池”。
日前,全球最大的质子交换膜燃料电池示范电站落户广州大学城,由华南理工大学自己设计、自己建造的这座示范电站的落成,标志着广东省在燃料电池技术这一重要的新能源技术的研究和开发方面走在了世界的前列,也为质子交换膜燃料电池这项新能源技术在广东省的商业化奠定了重要的基础。
2004年,面对严重的缺电局面,广东省决定建设一座大型的燃料电池示范电站,以考察燃料电池这项新技术在广东发展的可行性,同时促进燃料电池技术在广东省的发展和商业化进程。
凭着厚重的工科基础和多学科优势,华南理工大学拿下了2004年粤港关键领域重点突破项目中最大的这一科技项目。华南理工大学李元元校长毅然向省有关领导立下军令状:华工将尽全力支持和保证项目顺利完成!
项目启动前,学校组织召开了一场专家论证会,来自国内外的燃料电池领域的知名专家们经过论证认为:该项目技术难度大、工程量大、时间紧、950万元的总经费“少得可怜”。他们的话语中清楚地流露出一个意思:这一个项目成功的可能性不大。
项目立项以后,学校针对项目的各项关键技术,成立了7个课题组,分别由7位来自不同学科专业的教授负责进行攻关。课题组成员们克服种种困难,1000多个日日夜夜的艰苦攻关,一个个令行业专家头痛的技术难题得到解决,电站的雏形也在一步一步地形成。
当人们还在为居民区变电站是否会带来辐射而惊恐不安的时候,这座全球最大的质子交换膜燃料电池示范电站却选择落址在华南理工大学大学城校区内。电站占地2000平方米,近距离仅能听到鼓风机的声音,因此华工师生很少察觉宁静的校园平添了一座发电站。
示范电站能轻松实现24小时运转,产生的电流直接输送到学校的380V低压电网上,满负荷运行时可满足电站附件的豪华准五星级酒店华工国际学术中心正常运营所需。“示范电站副产热水为50度左右,很适合作为生活用的热水,我们准备把热水输送到学生宿舍,在热和电都得到充分的利用的情况下,燃料电池电站的能源利用率将达到百分之九十。”该项目的负责人之一廖世军教授介绍道。
示范电站整洁、安静,新技术发电的优点让人大开眼界,天然气在这里首先转化成为氢气,氢气进入燃料电池发电机组产生电流和热水。华南理工大学设计开发的制氢工艺,天然气制氢效率可高达2.0以上,即1立方米天然气可以生成2立方米以上的氢气,比国内一些同类制氢设施的效率高20%~30%。产生的电量比直接燃烧天然气发电至少高30%,污染物的排放则同比减少了60%,燃料电池发电高效率和低排放的优点展露无遗。
燃料电池技术研发数十年,这项新能源技术早已获得各国重视并投入巨资研究,然而一直未能展开大范围推广,除了存在稳定性、耐久性等问题以外,高昂的成本价格也同样是阻碍燃料电池大规模商业化的瓶颈。廖世军和记者说,国外质子交换膜燃料电池的价格高达每千瓦7万元人民币左右,给一辆小汽车安装一台50千瓦的电池系统,光电池就要350万元,因此,在技术攻关的同时,如何大大降低燃料电池的成本,也一直是课题组的重要研究内容。
几年来,除了顺利完成电站的建设之外,华南理工大学在质子交换膜燃料电池的核心技术攻关方面取得了一系列重要的成果,解决了许多质子交换膜燃料电池的国际性难题,为燃料电池技术在广东省的商业化奠定了重要的基础。课题组共申请燃料电池核心技术专利8项,获授权4项,申请国际发明专利1项。
由于各项新技术的使用,目前华南理工大学研发的燃料电池成本已降低至每千瓦6000~7000块钱,仅是国际市场行情报价的十分之一,“与传统的发电技术相比,这个投资所需成本还是偏高的,但是和其他新能源如太阳能等相比,成本价格却便宜了不少。”廖世军算了一笔账:按每千瓦6000块钱来计算,燃料电池汽车的成本仍然不便宜,然而对比下“燃料”,氢气却比汽油要便宜得多。另外,燃料电池规模化生产后,成本还有很大的下降空间,同时许多国家的政府均表示,一旦燃料电池大范围商业化推广,各地加氢站的建设将不是问题,燃料电池走进平民百姓家的一天指日可待。
谈到下一步的打算,廖世军表示:“我们将利用广州现代产业技术研究院这一平台开展燃料电池的产业化工作,致力于开发系列燃料电池备用电源、基站通讯电源、家用热电联供系统等系列新产品,我们大家都希望可以进一步降低燃料电池的成本,促进燃料电池技术在我省的发展和商业化进程。”(马燕婷)
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