<center id="2jow5"><em id="2jow5"><track id="2jow5"></track></em></center>
<tr id="2jow5"></tr>
    <object id="2jow5"><option id="2jow5"><mark id="2jow5"></mark></option></object>
    <nav id="2jow5"><address id="2jow5"></address></nav>

    <th id="2jow5"><option id="2jow5"></option></th>
      1. 氫能發展系列報道之五:電氫耦合大有可為

        信息來源:南方電網報  發布時間2024-06-18

         

          新型電力系統的建設將根本改變目前我國化石能源為主的發展格局,全面實現電代煤、電代油、電代氣,推動各產業用能形式向低碳化發展,以新能源為電量供給主體的電力資源與其他二次能源融合利用,構建多種能源與電能互聯互通的能源體系。綠色氫基能源作為清潔優質的二次能源,可以與電能相互轉化,既消費電能又生產電能,是新型電力系統重要的平衡調節參與力量,能夠解決可再生能源電力消納、火電低碳轉型、跨季節長時儲能等問題,并提供雙碳目標下電力系統的可選解決方案。

          解決可再生能源電力消納

          綠色氫基能源是可再生能源的能量載體,具備“過程性能源”與“含能體能源”雙重屬性,可以應用在諸多領域??稍偕茉唇Y合電解槽技術,作為具備靈活調節能力的可調負荷響應,能夠實現可再生能源發電的充分消納。通過構建“電-氫”耦合體系不僅有助于電力系統的穩定,也能實現綠色能源以氫的形式向氨、醇等領域拓展,實現可再生能源非電消納。

          在構建新型電力系統的新形勢下,大規模、高比例、市場化、高質量成為可再生能源發展的新特征新要求。氫基能源與可再生能源進行耦合,通過規?;?、一體化開發實現優勢互補,可以有效解決可再生能源的波動性和不穩定性問題,提高可再生能源消納能力,是新時期可再生能源高質量躍升發展的重要路徑。在當前“沙戈荒”背景下,新能源大基地面臨的主要挑戰就是如何高效消納產生的電能,提高新能源利用率。在西北地區,某典型的風光氫輸一體化基地,為我們提供了一個代表性的可行案例。西北地區擁有豐富的風能和太陽能資源,具有巨大的新能源開發潛力,然而面臨著區域本地電網構架不強、用電負荷不足的困境,直接影響新能源規?;_發利用。

          解決火電低碳轉型問題

          火力發電是目前世界上主要的電力來源之一,但其煤炭和天然氣的使用導致大量二氧化碳排放?;痣姷吞嫁D型是應對氣候變化和實現能源可持續發展的必然選擇,可借助低碳燃料摻燒的源頭控碳手段,在保障系統電量供應的情況下,大幅度減少化石能源的使用。以氫為基礎的綠氫、綠氨,是解決火電低碳轉型問題的有效途徑之一,通過煤電摻氨燃燒至純氨燃燒和氣電摻氫燃燒至純氫燃燒,實現火電向低碳調節電廠的轉變。

          火電摻氨主要有燃氣輪機摻氨和鍋爐摻氨兩種形式。關于燃氣輪機摻氨,目前只有日本開發出了低NOx燃燒器,中國燃氣輪機摻氨的技術路線仍在探索中。關于鍋爐摻氨,目前有煤摻氨燃燒器技術和純氨燃燒器技術兩種技術路線。在鍋爐運行的過程中,有四種運行模式,第一種是純煤燃燒器與純氨燃燒器同時運行;第二種是純煤燃燒器與煤摻氨燃燒器同時運行;第三種是純煤燃燒器、純氨燃燒器和煤摻氨燃燒器三種燃燒器同時運行;第四種是只有純氨燃燒器運行。目前來看,前三種運行模式適合于近中期的碳減排策略,并且第三種運行模式下鍋爐摻氨的可調節性更強,第四種適合于中遠期的發展需求。從能源轉換效率來看,當前電解水制綠氫效率約70%,綠氫與氮合成綠氨效率在70%左右,摻氨燃燒的亞臨界純凝機組效率約40%。

          近年來,隨著可再生能源發電裝機容量的快速增長,天然氣摻氫產業的發展受到越來越多的關注。未來通過天然氣摻氫可以進一步提高天然氣燃燒效率,具有節能環保效益,是天然氣發電未來低碳轉型的主要路徑之一。

          解決跨季節長時儲能問題

          新能源逐步成為能源供應的主體后,構建新型電力系統面臨的關鍵問題是如何實現電力的可靠供應。新能源發電具有隨機性、波動性、季節不均衡性等特性,這給電力系統的穩定運行帶來了挑戰。為了應對這一挑戰,我們需要發展不同功能定位的儲能技術,以實現不同時間尺度上的功率與能量平衡。

          儲能技術按時間尺度可分為超短時(秒級到分鐘級)、短時(小時級到數小時級)儲能和長期(日、周、月、年)儲能。目前,我們已經開發出了多種類型的儲能技術,如電容器、飛輪儲能、電化學儲能(鋰電池、鉛電池、鈉硫電池、液流電池)、壓縮空氣儲能、抽水蓄能、氫儲能等。這些技術各有優缺點,可根據不同的應用場景選擇合適的儲能技術。

          氫基能源或能解決長時存儲問題

          中國工程院院士郭劍波對全國2060年的碳中和提出了重要的預測,全社會年用電量將達到15.7萬億千瓦時。根據近幾年我國用電量的實際增長情況和對未來人工智能等新領域用電快速增長的預判,我們可以大膽設想未來的電力需求還將進一步上升。目前常用的儲能技術受自身特點制約,還無法完全滿足未來電力系統長時儲能的需求,亟需更為有效的儲能方案解決系統的長時儲能問題。

          氫基能源儲能是一種新型的能源儲存技術,旨在解決特定環境下的能源存儲需求。其核心原理是將水電解得到氫氣,利用富余的、非高峰的或低質量的電力大規模制氫,將電能轉化為氫能儲存起來,也可以將氫氣進一步合成氨或甲醇,以氨或醇這種更方便儲存的形態進行長時存儲。

          氫儲能技術基于“氫—電”轉化,通過儲氫、儲氨、儲醇等方式,實現能量的長時儲存和調節,與其他儲能技術如抽水蓄能、壓縮空氣儲能、電化學儲能、飛輪儲能以及熔巖儲能相比,氫儲能技術能夠完全實現跨季節性的長時儲能,為能源存儲領域帶來新的解決方案。

          提供雙碳目標下電力系統的可選解決方案

          構建以新能源為主體的新型電力系統,其主要目的是支撐“碳達峰、碳中和”目標的實現,是“雙碳”目標在電力系統中的具體體現?;凇半p碳”目標,未來火電年利用小時數將逐步降低,火電低碳轉型成為構建新型電力系統的潛在可選經濟性解決方案。以下選擇有代表性的省份分析氫能助力火電低碳轉型對社會用電成本的影響。

          以典型東部省份(浙江)為例,浙江省火電(統一按煤電考慮)裝機約5773萬千瓦,水電裝機約959萬千瓦,風電裝機345萬千瓦,光伏裝機430萬千瓦,核電裝機916.6萬千瓦。目前,浙江省火電年利用小時數約為5000小時?;凇半p碳”目標,未來火電年利用小時數將逐步降低。假設到2050年,浙江省火電裝機降至約5000萬千瓦,經測算全省在新能源占主導的情況下,火電在僅保留調節功能的情況下年利用小時數最低降至約2600小時。目前,浙江省的全社會用電量約5800億千瓦時,假設以1%增長率增長,至2050年全社會用電量約為7700億千瓦時。

          假設實現約70%的摻氨比例,經計算每年需氨量約1440萬噸,制氨用電量約1300億千瓦時。則制氨所需風電裝機約2100萬千瓦、光伏裝機約4200萬千瓦、制氫+合成氨裝置約3250萬千瓦,建設管道7條,預計設備總投資為3760億元。經測算火電摻燒氨帶來的全社會用電成本上升約0.044元/千瓦時。

          隨著未來我國碳市場與國際碳市場的掛鉤,未來火電的碳排放成本將持續上升,需要推進火電機組節能提效、減排升級改造。低二氧化碳排放的火電摻燒技術相較于純化石燃料燃燒,在經濟性上將逐漸具有競爭力?;诰G色氫基能源帶來的傳統火電“低碳”轉型改造的方式,相比于未來大規模退役火電機組來說是新型電力系統構建的可選解決路徑之一。

          特約撰稿人 張益國 姜海 余官培

         ?。ㄗ髡邌挝唬核娝巹澰O計總院)

         

        久久永久免费精品视频网站_国产免费午夜福利片在线h_国产精品亚洲无码_久久综合激激的五月天