圖為20kW級(jí)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)在測(cè)試

SOFC是一種將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電裝置，能夠使用多種不同燃料發(fā)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(yùn)行，具有發(fā)電效率高、清潔、噪音小等特點(diǎn)，是聯(lián)合煤氣化燃料電池發(fā)電(IGFC)系統(tǒng)中的核心裝備。IGFC是以煤為初始燃料，高溫氣化產(chǎn)生的合成氣通過(guò)燃料電池直接發(fā)電，系統(tǒng)可對(duì)產(chǎn)生的CO2進(jìn)行富集、捕集、儲(chǔ)存或綜合利用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)CO2近零排放。SOFC作為發(fā)電裝置可廣泛用于分布式能源、備用電源、熱電聯(lián)供系統(tǒng)，以及汽車、輪船的動(dòng)力系統(tǒng)，也可以反向運(yùn)行電解水制氫用作加氫站，與棄光、棄風(fēng)組成發(fā)電、儲(chǔ)能聯(lián)合系統(tǒng)，在氫經(jīng)濟(jì)中具有重要地位。

IGFC是由國(guó)家科技部資助的國(guó)家重大專項(xiàng)，于2017年7月啟動(dòng)。在項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)采取了逐級(jí)放大分步實(shí)施的技術(shù)戰(zhàn)略。先后在寧夏煤業(yè)實(shí)驗(yàn)基地完成了1kW和5kW測(cè)試平臺(tái)的調(diào)試、試車及電堆/模塊的長(zhǎng)周期穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)。在1kW和5kW測(cè)試平臺(tái)的基礎(chǔ)上，結(jié)合先進(jìn)設(shè)計(jì)理念，設(shè)計(jì)、集成、加工制造了國(guó)內(nèi)首套20kW級(jí)聯(lián)合煤氣化燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。在寧夏煤業(yè)的大力支持下，項(xiàng)目組成員及運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)在現(xiàn)場(chǎng)堅(jiān)持安全第一，在最短時(shí)間內(nèi)完成了系統(tǒng)集成、組裝、調(diào)試、試車等多項(xiàng)任務(wù)，大幅降低了疫情對(duì)項(xiàng)目的影響。

此次試車成功是國(guó)內(nèi)首套IGFC核心裝備的成功運(yùn)行，驗(yàn)證了項(xiàng)目組研發(fā)的新型發(fā)電技術(shù)的可行性，使國(guó)家能源集團(tuán)在IGFC領(lǐng)域繼續(xù)保持領(lǐng)先地位，為兆瓦級(jí)聯(lián)合煤氣化燃料電池發(fā)電示范系統(tǒng)的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)奠定了基礎(chǔ)，也為國(guó)家能源集團(tuán)實(shí)現(xiàn)煤炭高效利用和碳減排的戰(zhàn)略目標(biāo)提供了一條有效的技術(shù)路徑。