氢能改变未来居住环境
Oct, 2020






 为什么住宅需要氢能? 


我们家庭使用的大部分电力都来自发电站。为了把火力、水力、核能制造的电力输送到各个地区,首先要把它输送到高压变电站。变电站通过配电变压器供应适合家庭使用的电力。通过发电生产的电力是20kV左右,但电压越高,电流可以传送更远。另外,随着高电压传送电力的距离越远,中间损失的电流量越少,效率就越高。


然而,在通过电网将发电站生产的电力传输到住宅的过程中,仍然存在电量的损失。如果每个家庭自己生产一部分的电力,就能节省运营巨大的发电站设备或变电所、变压器、输电塔、电线杆等设施所需的费用,也能减少上述的输电损失。



来源 |  The NEED Project(National Energy Education Development Project)国家能源教育发展项目

虽然可以在家庭利用燃料发电机发电,但是如果能够使用太阳能、太阳热、风力、地热等环保再生能源发电,既能减少能源损失,又能解决环境问题。最典型的案例之一为太阳能发电,随着安装太阳能发电站的住宅正在增加,以及太阳能发电成本的逐渐降低,太阳能的利用规模有望进一步扩大。

太阳能住宅是将利用太阳能发电生产的能源储存在充电电池中,有需要的时候提取使用。此时,如果用氢能储存能源,而非蓄电池,那么该住宅将成为应用环保太阳能和绿色氢能的可再生能源住宅。即,利用太阳能生产的电力生产并储存氢气,需要的时候利用氢燃料电池再生产电力。




来源  |  hydrogenhouseproject.org


与充电电池不同,以氢的形式储存电能的方法受化学变化的影响较小,可以防止能源效率随着时间的推移而降低。另外,通过燃料电池获得电力后,只留下纯粹的水,不会产生公害物质,对环境保护也会有很大的效果。




来源  |  Lazard


通过氢燃料电池,用户可以在白天生产电力,从而在夜间使用;系统可以在日照充足的夏天生产大量电力,储存为氢,以备日照不足的冬天使用。不仅如此,如果氢气车得到广泛应用的话,还可以把储存的氢气作为燃料供给氢气车使用。这样一来,住宅中使用的能源几乎可以供需自足。将太阳能储存在家中,然后不受限制的适用于取暖、烹饪、家电产品、照明、汽车燃料等,使用的时候不排放公害物质、不排放温室气体的,我们公司所追求的氢生态系统将得以实现。


 各国氢能居住项目现状 


2006年,Mike Strizki开发了可以居住的太阳能氢气房屋‘Hydrogen House(氢房)’,获得国际上的盛名。Hydrogen House Project是真正的绿色家园,其具备“OFF-GRID BOX”能量系统,可以通过过滤功能净化水质。该住宅与其他太阳能住宅的不同之处在于,即使关闭了电网,也可以通过系统拥有电力。该住宅不仅使用清洁可再生能源技术,所产生的副产品只有纯粹的水和医用氧气,是非常优秀的环保型住宅。

英国德文(Devon)正在建立欧洲独立型太阳能氢气住宅项目。该项目使用太阳能和氢能满足所有住宅所需电力。通过太阳能方阵自行发电,用氢罐无限期储存电力。该项目的研发耗费了六年半的时间,然后才最终获得规划许可,现在其将作为试点项目把这一设计推向更大的市场。
在意大利的Prettau地区,建设了一座不排放二氧化碳的氢能自立型住宅,该房屋采用Bruneck’s GKN开发的氢气系统。该系统将生产的电能转换成氢进行储存,根据需要重新转换成电和热。位于山区的该住宅利用水力涡轮产生电力,电解水产生氢, 然后使用金属动力储氢技术将其储存起来。当需要能量时,储存的氢气通过燃料电池转化为电能。

复合金属氢化物以固态储存氢原子。它的优点是能储存大量的氢;然而,由于储氢密度低,其储氢用途受到很大限制。但对于住宅使用,这是一个储存大量氢气的安全方法。

2019年10月10日,韩国国土交通部在国务总理主持召开的国政现案检查调整会议上发表了“氢示范城市推进战略”,即在一个城市内具备‘氢气生态系统’,实现生产、储存、传输、利用氢气。氢气示范城市将建设以氢气为能源的联合住宅综合体(安装燃料电池440千瓦级)、商业建筑(100千瓦级电力)、综合运营平台(中心)、氢气管道、城市天然气提取器等。

在试点城市的公共住宅小区,个别建筑物将氢气作为冷、暖、电等能源使用。 城市内以氢能为基础的交通体系也在构建之中,为此,在综合换乘中心、停车场、公交车库等地将建立氢能轿车、氢能公交车充电站。综合运营中心对相关示范城市的供氢、储存、传输现状、安全性等进行实时监测及管理。针对有爆炸危险的氢气,我们将制定安全对策,当发生事故时,安全控制系统将使得所有系统自动停止。

韩国国土交通部预计,氢示范城市的建造完成时期为2022年。根据路线图(政策日程)推测,在示范城市事业完工之后,到2030年为止是“氢城市扩展时期”。政府目标是在这个时期,将全国10%的地方自治团体(市、郡、区)改造成氢城市。此时,氢气轿车和氢气公交车将分别运行147,500辆和2,100辆。






根据氢气供需条件,将城市内3~10km2范围指定为试点城区 / *对氢的供应、储存、传输条件安全性等进行实时监测及管理 
来源  |  韩国国土交通


在设计氢能住宅时,可以考虑采用太阳能、水力、风力等各种可再生能源,但是对于不同的地域条件,太阳能是一种相对灵活的选择。对于综合能源解决方案企业Q CELLS来说,打造氢城市是值得关注的事业领域。Q CELLS可以主导太阳能组件及解决方案的供应,也可以直接参与氢燃料电池或氢分解及储存装置的开发供应,成功开发储氢机组的话,也可以销售氢燃料。

在我们的生活中,住宅和居住生活占据很大一部分,氢能的居住生活利用无论在经济上还是在社会上,都是非常重要的议题。另外,氢能相关事业不仅局限于某一领域,它涉及到我们生活的方方面面,因此今后氢能经济发展的前景是非常开阔的。


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