說到發(fā)電系統(tǒng),我們首先想到的一定會是以火力、水力和光伏等占據(jù)主流市場的發(fā)電能源為主的系統(tǒng)。但近些年來,“氫能發(fā)電”引發(fā)了全世界的關(guān)注。相較于傳統(tǒng)發(fā)電手段,“氫能發(fā)電”究竟有何優(yōu)勢?
在地球溫室效應(yīng)日益嚴(yán)重的今天,包括日本在內(nèi)的世界各國都在致力于減少二氧化碳的排放量。而“氫能發(fā)電”之所以會引發(fā)全球關(guān)注,其重要原因之一就在于利用氫能發(fā)電不會排放二氧化碳(CO2)。對此,東芝順應(yīng)世界潮流,積極利用清潔能源——?dú)錃?,大力發(fā)展氫能源事業(yè)。接下來,我們就將圍繞著東芝的氫能事業(yè),回答以下問題。
1、什么是氫能發(fā)電?
“氫”是宇宙中含量最多的元素。一般來說,“氫”是由兩個連接的氫分子(H2)組成的。在地球上,游離狀態(tài)下的氫分子相對罕見,“氫”基本上都存在于水(H2O)這樣的化合物中。但是,人工制氫非常容易。通過加電,可以將水(H2O)電解成氫氣(H2)和氧氣(O2)。這樣一來,氫氣就產(chǎn)生了。
利用氫氣進(jìn)行發(fā)電這一機(jī)制,正是將電解水的原理反其道而行之。換句話說,就是將氫氣和空氣中的氧氣通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)換成電和水。
通過電解水制取的氫氣可以蓄積下來,以便在需要用電時使用氫氣進(jìn)行發(fā)電。利用這一機(jī)制的燃料電池,也就是通過氫氣和氧氣的化學(xué)反應(yīng)來生成電能的發(fā)電裝置。
2、氫能究竟牛在哪兒?
氫能發(fā)電的最大優(yōu)勢在于氫氣的清潔性。作為清潔能源中的一員,氫在發(fā)電時不會釋放誘發(fā)環(huán)境問題的二氧化碳(CO2),更有利于環(huán)境保護(hù)。氫氣也可以通過化石燃料制取,現(xiàn)在的燃料電池車所使用的燃料多采用這種方法。但是,如果能通過可再生能源(風(fēng)力、水力、太陽能等)來進(jìn)行電解水的話,氫氣制取機(jī)制就基本上能夠?qū)崿F(xiàn)CO2零排放。
如果氫氣可以用來代替電能,則其亦可以直接作為燃料使用。它適用于各種場景當(dāng)中。例如,大型的燃料電池能夠作為發(fā)電設(shè)備來使用,中型的可以用在車站和辦公樓,小型的可以用在汽車和船舶的發(fā)動機(jī)上。
3、東芝的氫能源解決方案是什么?
東芝研發(fā)的獨(dú)立型氫能源供給系統(tǒng)利用可再生能源制取氫氣,儲存氫氣,再到將氫氣用于燃料電池,該系統(tǒng)都能夠一站式完成能源的制造和供給。而且,因為是利用可再生能源進(jìn)行發(fā)電,它可以被稱作是完美的清潔能源。當(dāng)災(zāi)難發(fā)生時,它將作為一條生命線發(fā)揮巨大的作用,能夠為300名受災(zāi)群眾提供一周的電力和熱水供應(yīng)。
可再生能源的穩(wěn)定性不高。隨著時間、天氣和季節(jié)的變化,電力輸出也會發(fā)生改變。但是氫氣作為蓄電池可以彌補(bǔ)這一不足,它能有效調(diào)整可再生能源電力的穩(wěn)定供給。和普通的電池不同,儲存下來的氫氣(電力的來源)性能不會發(fā)生惡化。所以,氫氣可以長期地積蓄能源,并用于調(diào)整供給。
東芝氫能源供給系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)能源的地產(chǎn)地消,即使在在海上孤島等的離網(wǎng)(連接不到電力公司的電網(wǎng))環(huán)境下也可以使用。
4、東芝的氫能源系統(tǒng)可用于哪些場所?
東日本旅客鐵路公司位于日本川崎市的南武線武藏溝之口站內(nèi),東芝的獨(dú)立型氫能源供給系統(tǒng)正在運(yùn)行當(dāng)中。該系統(tǒng)能夠提供日常照明的供電服務(wù),還可以利用燃料電池的熱能在夏季進(jìn)行冷霧降溫,在冬季將候車室的座椅升溫,讓乘客度過舒適的候車時間。當(dāng)災(zāi)難發(fā)生,生命線被切斷時,它也可以利用貯存的氫氣來發(fā)電,為部分車站大廳和乘客衛(wèi)生間的照明系統(tǒng)提供電力。
建筑行業(yè)正在采取相應(yīng)措施,旨在通過利用可再生能源來減少用于建筑內(nèi)空調(diào)和照明的能源(一次能源)消耗,使一次能源在一年內(nèi)達(dá)到零消耗。日本東急建設(shè)以“凈、零、能源、建筑(ZEB)”的模式化為目標(biāo),在日本東急建設(shè)技術(shù)研究中心安裝東芝氫能源供給系統(tǒng),利用已有的光伏發(fā)電系統(tǒng)和水來制備氫氣。在必要時,利用已貯存的氫氣作為燃料的純氫氣燃料電池來提供電力和熱水。
在物流叉車中的應(yīng)用
東芝建設(shè)的新氫能綜合應(yīng)用中心,利用太陽能電解水制備氫氣,并直接將其應(yīng)用在東芝的日本府中工廠的燃料電池物流叉車上。這樣,不但燃料電池物流叉車在運(yùn)轉(zhuǎn)時不排放CO2,而且,因為使用了通過可再生能源制取的氫氣作為燃料,從制氫到氫利用的全程實現(xiàn)了CO2零排放。
借用VR, 東芝在阿斯塔納國際博覽會的魅力亮相
2017年6月10日,在哈薩克斯坦共和國阿斯塔納市,以“未來的能源”為主題的“2017年阿斯塔納世博會”正式開幕。作為日本提議的“未來的能源”,東芝展示了合作的使用VR(虛擬現(xiàn)實)技術(shù)的“Hydrogen Energy Journey”。在“Hydrogen Energy Journey”的感官之旅中,體驗者可以成為陽光,穿行于宇宙,來到地球上變身為氫能源,再通過東芝氫能源供給系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成電力。
5、東芝劍之所指的氫氣社會是什么?
關(guān)于未來的能源——?dú)淠茉矗瑬|芝的前川治董事說道:“基于使用可再生氫氣的‘零CO2的氫氣’,東芝開發(fā)出了零CO2的氫氣一站式解決方案。這種新型的獨(dú)立型能源供給系統(tǒng)能夠使以往不穩(wěn)定的可再生能源實現(xiàn)24小時的穩(wěn)定的電力供給。而且,通過東芝獨(dú)立研發(fā)的氫能源管理系統(tǒng)EMS(Energy Management System),我們能夠?qū)崿F(xiàn)能源的高效管理。這就是東芝開發(fā)的氫能源供給系統(tǒng)?!?/p>
東芝致力于滿足不同需求,不斷發(fā)展獨(dú)立型氫能源供系統(tǒng),提供氫能解決方案,以適用于各種場所下能源的有效利用,為實現(xiàn)CO2零排放的清潔氫能源社會貢獻(xiàn)自己的力量。