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低碳院自主研发20kW级IGFC系统试车成功

化工头条2020-10-302013

▲ 图为20kW级燃料电池发电系统在测试

B910综合消息，NICE北京低碳清洁能源研究院供稿，10月16日，低碳院自主研发的国内首套20kW级固体氧化物燃料电池（SOFC）发电系统在宁夏煤业实验基地试车成功，达到运行条件。首套系统工况设计发电15kW，实际发电15.7kW，一次试车成功，达到预期目标。后续装置进行了超负荷运行，实现最大发电功率20kW。

SOFC是一种将燃料的化学能直接转变为电能的发电装置，能够使用多种不同燃料发电，包括氢气、合成气、天然气、沼气以及液体燃料等。SOFC可在高温下运行，具有发电效率高、清洁、噪音小等特点，是联合煤气化燃料电池发电（IGFC）系统中的核心装备。

▲ 图为煤气化燃料电池（IGFC）发电实验车间

IGFC是以煤为初始燃料，高温气化产生的合成气通过燃料电池直接发电，系统可对产生的CO2进行富集、捕集、储存或综合利用，进而实现CO2近零排放。SOFC作为发电装置可广泛用于分布式能源、备用电源、热电联供系统，以及汽车、轮船的动力系统，也可以反向运行电解水制氢用作加氢站，与弃光、弃风组成发电、储能联合系统，在氢经济中具有重要地位。

▲ 图为固体氧化物燃料电池工作原理图

IGFC是由国家科技部资助的国家重大专项，于2017年7月启动。在项目执行过程中，团队采取了逐级放大分步实施的技术战略。先后在宁夏煤业实验基地完成了1kW和5kW测试平台的调试、试车及电堆/模块的长周期稳定性实验。在1kW和5kW测试平台的基础上，结合先进设计理念，设计、集成、加工制造了国内首套20kW级联合煤气化燃料电池发电系统。在宁夏煤业的大力支持下，项目组成员及运营团队在现场坚持安全第一，在最短时间内完成了系统集成、组装、调试、试车等多项任务，大幅降低了疫情对项目的影响。

此次试车成功是国内首套IGFC核心装备的成功运行，验证了项目组研发的新型发电技术的可行性，使国家能源集团和低碳院在IGFC领域继续保持领先地位，为兆瓦级联合煤气化燃料电池发电示范系统的建设与运营奠定了基础，也为国家能源集团实现煤炭高效利用和碳减排的战略目标提供了一条有效的技术路径。