圖為20kW級燃料電池發電系統在測試
SOFC是一種將燃料的化學能直接轉變為電能的發電裝置,能夠使用多種不同燃料發電,包括氫氣、合成氣、天然氣、沼氣以及液體燃料等。SOFC可在高溫下運行,具有發電效率高、清潔、噪音小等特點,是聯合煤氣化燃料電池發電(IGFC)系統中的核心裝備。IGFC是以煤為初始燃料,高溫氣化產生的合成氣通過燃料電池直接發電,系統可對產生的CO2進行富集、捕集、儲存或綜合利用,進而實現CO2近零排放。SOFC作為發電裝置可廣泛用于分布式能源、備用電源、熱電聯供系統,以及汽車、輪船的動力系統,也可以反向運行電解水制氫用作加氫站,與棄光、棄風組成發電、儲能聯合系統,在氫經濟中具有重要地位。
IGFC是由國家科技部資助的國家重大專項,于2017年7月啟動。在項目執行過程中,團隊采取了逐級放大分步實施的技術戰略。先后在寧夏煤業實驗基地完成了1kW和5kW測試平臺的調試、試車及電堆/模塊的長周期穩定性實驗。在1kW和5kW測試平臺的基礎上,結合先進設計理念,設計、集成、加工制造了國內首套20kW級聯合煤氣化燃料電池發電系統。在寧夏煤業的大力支持下,項目組成員及運營團隊在現場堅持安全第一,在最短時間內完成了系統集成、組裝、調試、試車等多項任務,大幅降低了疫情對項目的影響。
此次試車成功是國內首套IGFC核心裝備的成功運行,驗證了項目組研發的新型發電技術的可行性,使國家能源集團在IGFC領域繼續保持領先地位,為兆瓦級聯合煤氣化燃料電池發電示范系統的建設與運營奠定了基礎,也為國家能源集團實現煤炭高效利用和碳減排的戰略目標提供了一條有效的技術路徑。