日本在线成人一区二区_成人a视频在线观看_僵尸世界大战2 在线播放_欧美影院在线播放

風電制氫技術國內外發(fā)展現狀及對策建議

   2020-06-09 科技中國

146

核心提示:風電制氫技術是提高風能的利用率和緩解棄風問題的有效手段。我國風能資源豐富的地區(qū)主要分布在三北地區(qū)、東南沿海等,隨著國家大

風電制氫技術是提高風能的利用率和緩解棄風問題的有效手段。我國風能資源豐富的地區(qū)主要分布在“三北”地區(qū)、東南沿海等,隨著國家大力推廣氫能,風電資源豐富卻發(fā)電受限的地區(qū)看到了契機。氫能作為二次能源,它的獲取離不開一次能源;氫能產業(yè)的發(fā)展應當遵循市場規(guī)律,由市場主體決定走什么樣的技術路線,在市場機制的引導下逐步邁向成熟,最終實現產業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

近年來,風電在我國得到了迅猛發(fā)展,我國已成為風電增長最快的國家。根據國家中長期發(fā)展規(guī)劃,到2020年底和2050年底,風電總裝機容量將分別超過200GW和1000GW。隨著風電裝機容量的猛增,越來越多的問題正逐漸顯現,如,大規(guī)模不可控低品質風電并網對電網安全性帶來的挑戰(zhàn);大規(guī)模風電場的聚集給當地電網輸送帶來的極大壓力,造成大量棄風現象;大量并網風電給電網調度中心造成越來越大的困難,而且造成電網平衡成本逐漸增大。為解決這些問題,積極探索能源轉換方式,將風能轉化為氫能源加以利用成為當前研究的重點方向。

一、關于風電制氫技術

風電制氫技術是將風能通過風力發(fā)電機轉化成電能,電能通過電解水制氫設備轉化成氫氣,通過將氫氣輸送至氫氣應用終端,完成從風能到氫能的轉化。根據風電來源的不同,可以將風電制氫技術分為并網型風電制氫和離網型風電制氫兩種。并網型風電制氫是將風電機組接入電網,從電網取電的制氫方式,比如從風場的35kV或220kV電網側取電,進行電解水制氫,主要應用于大規(guī)模風電場的棄風消納和儲能。離網型風電制氫是將單臺風機或多臺風機所發(fā)的電能,不經過電網直接提供給電解水制氫設備進行制氫,主要應用于分布式制氫或局部應用于燃料電池發(fā)電供能。

風電制氫技術作為一種新型的儲能方式,更多地將被應用于平抑大規(guī)模風電場發(fā)電的不均衡性,提高風場風電的利用率。

風電制氫技術主要涉及電氫轉換和氫氣輸運兩大關鍵技術,圖1是大規(guī)模風電場風電制氫技術原理圖,整個技術模塊包括風力發(fā)電機及電網、電解水制氫系統(tǒng)、儲氫系統(tǒng)和氫氣輸運系統(tǒng)。根據風場風電的拓撲結構,按照控制需求可以從35kV或220kV電網處取電,經過AC/DC轉化后,進行電解水制氫,所制的氫氣先儲存在中壓儲氫罐中,然后,通過20MPa氫氣壓縮機充灌到氫氣管束車,根據用氫需求進行派送,或者可以將中壓氫氣以不高于體積比10%的濃度摻入到天然氣管道中進行輸送。

圖1 風電制氫技術原理圖

二、國際發(fā)展現狀

(一)歐洲

針對風電的不穩(wěn)定性及存在的棄風限電等問題,歐洲國家(如丹麥、德國、西班牙等國)的專家們早在五、六年前就開始了相關的研究,重點關注風電結合氫儲能系統(tǒng)的技術和成本可行性分析,隨后啟動了一些示范項目。

在歐盟委員會歐洲研究和創(chuàng)新第七框架計劃推動下,啟動一項名為INGRID的氫儲能項目,該項目總計劃投資2390萬歐元,其中歐盟資助1380萬歐元,由幾家企業(yè)和研究機構組成的財團,包括意大利的ICT技術公司、Engineering IngegneriaIn for matica、Agenzia per latecnologia e l'Innovazione(ARTI),意大利公用事業(yè)部門Enel Distribuzione,比利時氫發(fā)電機供應商Hydrogenics,法國的固態(tài)氫存儲開發(fā)商McPhy Energy,以及意大利研究機構Ricercasul Sistema和西班牙研究中心Energetico TECNALIA等自籌1010萬歐元。該項目的目的是通過氫儲能系統(tǒng)在提升可再生能源系統(tǒng)的利用效率的同時,優(yōu)化間歇性再生能源電力的發(fā)電品質,以保證電網的安全性和穩(wěn)定性。該項目建設地為意大利的普利亞地區(qū),項目總儲存能力為39MWh,由3.5GW的太陽能、風能和生物能資源組成的發(fā)電系統(tǒng),儲氫容量超過1噸的固態(tài)儲氫系統(tǒng)和一套1.2MW的氫發(fā)電機組成。

德國制定了宏偉的“Power to gas”發(fā)展計劃,并逐步實施。Power to gas項目的背景源于德國可再生能源導入量的擴大,德國打算2022年之前全面廢除核電,擴大可再生能源的比例。2012年,可再生能源在德國總發(fā)電量中所占的比例達到了22%,2020年計劃將其提高到35%,2030年進一步提高到50%。基本路線是最終使用多余的風能等可再生能源,電解水生成氫,將制得的氫氣儲存起來,然后加入至現有的燃氣管道網絡。氫氣作為一種能源載體或原料,用于混氫天然氣燃料,或者作為化工原料以及作為氫燃料電池汽車的燃料。

2011年10月,建造于德國柏林普倫茨勞的“風氫混合電站”正式建成啟用,它是全球第一個涉及氫氣儲能和利用的項目。該項目風電裝機容量為6MW,電解槽裝機容量約0.6MW。隨后,德國又啟動了兩項氫氣儲能和利用項目,分別位于德國北部的梅克倫堡前波美拉尼亞和東北部勃蘭登堡的法爾肯哈根。

(二)美國

美國制定了Wind2H2計劃,該計劃是由美國能源部國家可再生能源實驗中心(NREL)與Xcel能源公司于2004年合作的計劃,并交由NREL的國家風能技術中心主持。此計劃目的是為協(xié)助研究人員掌握可再生能源與電解水制氫之間關鍵技術,具體內容如下:研究儲能技術(以儲氫技術為主),再生能源輸出及系統(tǒng)成本效益分析;掌握風/氫系統(tǒng)輸出最佳容量配比技術(風電、太陽能和氫能系統(tǒng)協(xié)調運行策略);不同運行狀態(tài)分析研究(調節(jié)再生能源輸出直接上網和電解水所需電量的比例,并進行技術經濟分析);電解技術分析(質子交換膜電解槽和堿性電解槽)對風氫系統(tǒng)的影響;推行系統(tǒng)整合、擴大研究規(guī)模和領域?,F階段已完成新能源制氫設備的工業(yè)規(guī)模及社區(qū)或個人使用規(guī)模設備系統(tǒng)的商業(yè)化,并且可直接利用風能進行儲能,目的使其在技術和成本上具有優(yōu)勢。

三、我國的發(fā)展現狀與問題

我國對于發(fā)展風電制氫技術也很重視,2014年,李克強總理考察德國氫能混合發(fā)電項目,指示國內相關部門組織實施氫能利用示范項目。國家能源局指示河北、吉林省加快可再生能源制氫示范工作,將氫儲能作為解決棄風、棄光問題的新思路。

2015年3月,國家電網發(fā)布《關于做好2015年度風電并網消納有關工作的通知》,其中,第五項提出要積極開拓適應風能資源特點的風電消納市場。為提高本地電網消納風電的能力,促進風電的就地利用,河北、吉林省要加快推進風電制氫的示范工作,進一步積累經驗。

2016年3月,能源部發(fā)布《關于做好2016年度風電并網消納有關工作的通知》,總結現有示范項目經驗基礎上,開展一批新的風電制氫、風電高載能供電示范項目建設。河北、吉林省要加快推進風電制氫的示范工作。

2016年4月,國家發(fā)改委、國家能源局下發(fā)了《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃(2016—2030年)》,也將“氫能與燃料電池技術創(chuàng)新”作為15項重點任務之一。5月19日,中共中央、國務院聯(lián)合印發(fā)了《國家創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》,其中明確提出:“開發(fā)氫能、燃料電池等新一代能源技術”。

但總體上講,我國風電制氫技術研發(fā)起步較晚,進展較為緩慢。目前尚無成熟商業(yè)運行的風電制氫儲能和燃料電池發(fā)電系統(tǒng),大規(guī)模風電制氫儲能的示范工程設計經驗不足,在系統(tǒng)的關鍵性技術、效率提升和經濟性方面未能取得實質性的進展。面臨的問題主要有:

(一)關鍵技術難題

從技術角度來看,風電的隨機性、不穩(wěn)定性、波動性較大,而水電解制氫設備對電能質量的穩(wěn)定性要求較高,頻繁的電力波動會對設備的運行壽命及氫氣的純度質量造成影響。如何進行有效的電能匹配,提高制氫設備的可利用率需要研究探討。此外,當前氫氣的儲存和運輸成本較高,包括氫氣儲運的安全性等都是制約氫能行業(yè)發(fā)展的瓶頸,儲運技術需進一步深入研究。

(二)推廣應用難題

風電制氫技術的發(fā)展有待于氫氣下游用戶使用問題的解決,當前氫氣的大規(guī)模使用途徑還較為單一,受限于運輸和儲存成本,用量較大石化企業(yè)、合成氨企業(yè)多為自行制備,或采用天然氣重整、甲醇裂解或煤制氫等方式制取。高純氫市場用戶多,但用量較小,行業(yè)發(fā)展?jié)摿Σ淮蟆=陙砣剂想姵仄囆袠I(yè)技術發(fā)展頗受關注,燃料電池汽車行業(yè)的規(guī)?;l(fā)展將會帶動氫能規(guī)?;谩?/p>

參照德國powertogas計劃,將氫氣按一定比例加注到天燃氣管道中加以利用,也是風電制氫和氫能利用規(guī)?;l(fā)展的有效途徑。如果將風電制取的氫氣注入到西氣東輸的輸氣管道中,則我國西北部地區(qū)的風電棄風難題可有效解決。

四、促進我國風電制氫技術發(fā)展的對策建議

(一)關注解決氫能利用途徑

制定有關標準和政策,探索將氫氣注入到天然氣管道中加以利用;促進燃料電池技術行業(yè)的發(fā)展,燃料電池技術發(fā)展將帶動氫能的清潔利用,進而推動風電制氫技術的發(fā)展。提高油品品質,提高汽柴油標號標準,進而推動油品加氫技術的發(fā)展,擴大氫能的利用途徑。

(二)加強電解制氫技術的開發(fā)

電解制氫技術要想在間歇性電源的儲能環(huán)節(jié)中獲得廣泛應用,首先必須滿足對間歇性電源功率波動的適應性,因此需要深入研究電解制氫裝備的功率波動適應性,開發(fā)大功率、低成本和高效率工業(yè)化堿性電解水制氫技術。同時,開發(fā)可快速響應功率波動的固體聚合物電解水制氫技術(SPE)。

(三)開展氫儲能系統(tǒng)的研發(fā)

由于氫氣易于儲存,因此有利于提高波動性大的風/光發(fā)電品質,并能夠參與電網調峰網,可以提高電網安全性和運行效率。因此,如何設計高壓儲氫系統(tǒng),使之與電網調峰和運行模式相匹配,是該技術能夠走向市場的關鍵技術之一。

(四)注重大規(guī)模風電制氫運行模式以及經濟性

一種技術的推廣應用,其經濟性固然重要,但對于影響面較大的技術而言,單純考慮經濟性是不夠的,特別是對社會和環(huán)境都會產生影響的技術,應該對其綜合效益進行研究和評價,包括社會效益、環(huán)境效益及經濟效益等。因此,需要在經濟性分析的基礎上,建立一套多能源轉換利用的綜合效益評價指標體系和方法,為決策提供支撐。

(五)解決風電與電網輸配電的政策問題

參考國家能源局制定的風電供熱政策,制定風電制氫相關政策。水電解制氫站是類似于電解鋁等的高耗能產業(yè),用電負荷的增加有利于電能的消納,電網應增加風電的發(fā)電上網指標,吸收利用更多清潔電能。出臺直供電售電政策,電網公司收取相應過網費后,風電場可直接向制氫站供電,統(tǒng)籌調度風電與太陽能等新能源發(fā)電資源,確保水電解制氫供電的穩(wěn)定性。

本報告為科技創(chuàng)新戰(zhàn)略研究專項項目“重點科技領域發(fā)展熱點跟蹤研究”(編號:ZLY2015072)研究成果之一。本報告數據來自同濟大學呂洪副教授及中節(jié)能風力發(fā)電股份有限公司。

本文特約編輯:姜念云(來源:中國科學技術發(fā)展戰(zhàn)略研究院)



免責聲明:本網轉載自其它媒體的文章及圖片,目的在于弘揚石化精神,傳遞更多石化信息,宣傳國家石化產業(yè)政策,展示國家石化產業(yè)形象,參與國際石化產業(yè)輿論競爭,提高國際石化產業(yè)話語權,并不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責,在此我們謹向原作者和原媒體致以崇高敬意。如果您認為本站文章及圖片侵犯了您的版權,請與我們聯(lián)系,我們將第一時間刪除。
 
 
更多>同類資訊
推薦圖文
推薦資訊
點擊排行
網站首頁  |   |  關于我們  |  聯(lián)系方式  |  使用說明  |  隱私政策  |  免責聲明 網站地圖  |   |  工信部粵ICP備05102027號

粵公網安備 44040202001354號

 
日本在线成人一区二区_成人a视频在线观看_僵尸世界大战2 在线播放_欧美影院在线播放
日本一区二区三区四区五区六区| 亚洲自拍的二区三区| 色偷偷88888欧美精品久久久| 久久精品国产99精品国产亚洲性色| 7777精品视频| 久久久久免费精品| 欧美日韩aaaa| 欧美一级淫片播放口| 日韩国产欧美精品| 国产精品一区二区av| 88国产精品欧美一区二区三区| 亚洲精品高清视频| 色偷偷噜噜噜亚洲男人| 精品日本一区二区三区在线观看| 国产亚洲欧美另类一区二区三区| 国产激情久久久久| 九九久久综合网站| 欧美国产综合在线| 久久综合九色综合久99| 国产精品视频500部| 午夜精品一区二区三区在线视 | 久久99国产精品自在自在app| 国产精品夜夜夜一区二区三区尤| 日韩中文字幕精品视频| 黄色片免费在线观看视频| 国产aⅴ精品一区二区三区黄| 69精品小视频| 免费在线观看毛片网站| 亚洲最大福利网| 色久欧美在线视频观看| 精品无码av无码免费专区| 国产高清在线一区| 欧美在线免费视频| 国产成人高潮免费观看精品 | 日日噜噜夜夜狠狠久久丁香五月| 国产成人免费高清视频| 亚洲一区三区在线观看| 国产综合在线观看视频| 亚洲v国产v| 国产精品久久久久久久久影视| 欧美在线一级视频| 欧美日本黄视频| 久久久久久久久一区| 国产一区二区在线免费视频| 欧美一区二区三区四区在线 | 色妞欧美日韩在线| 产国精品偷在线| 国产精品成人免费视频| 欧美 日韩 亚洲 一区| 中文精品视频一区二区在线观看 | 国产一区二区三区小说| 日韩在线电影一区| 国产精品久久久久999| 国产精品88久久久久久妇女| 色综合天天狠天天透天天伊人| 久久精品日产第一区二区三区| 国产日韩综合一区二区性色av| 日韩av一区二区三区在线观看| 一区二区三视频| 国产精品青草久久久久福利99| 国产成人一区二区三区别 | 在线一区亚洲| 国产精品福利在线观看网址| 久久久久久久久久av| 国产精品999999| av在线不卡一区| 国产一区视频在线播放| 欧美日韩免费观看一区| 久久久精品免费| 国产精彩免费视频| 成人短视频在线观看免费| 国产综合免费视频| 欧美日韩在线不卡一区| 日本视频久久久| 天天久久人人| 亚洲欧美日韩国产成人综合一二三区 | 亚洲精品欧美日韩专区| 欧美乱妇高清无乱码| 精品婷婷色一区二区三区蜜桃| 日韩欧美手机在线| 日韩不卡av| 日韩综合中文字幕| 久久资源av| 国产精品99一区| 国产极品尤物在线| 91精品国产综合久久久久久蜜臀 | 久久久久福利视频| 国产精品99久久免费黑人人妻 | 秋霞午夜一区二区| 日韩精品一区二区三区四区五区| 日本一区免费| 日本一区二区在线| 人人妻人人澡人人爽欧美一区| 日本精品久久久久久久久久| 日本精品在线视频| 青青青青草视频| 免费在线观看毛片网站| 黄色高清视频网站| 免费av网址在线| 一区二区不卡在线观看| 蜜臀久久99精品久久久无需会员| 精品国产一二| 宅男一区二区三区| 亚洲a成v人在线观看| 午夜精品三级视频福利| 日韩在线一级片| 日本天堂免费a| 欧美久久久久久久| 黄色一级免费大片| 国产在线青青草| 国产精品亚洲αv天堂无码| 成人综合国产精品| 久久综合九色综合网站| 九九九九九精品| 日韩在线中文字幕| 国产精品免费区二区三区观看| 精品中文字幕在线2019| 精品久久久久久综合日本| 中文字幕成人一区| 日本亚洲欧洲精品| 精品欧美一区二区三区久久久| 国产综合av在线| 97精品视频在线播放| 青青成人在线| 免费看黄在线看| 97免费高清电视剧观看| 久久人人97超碰人人澡爱香蕉| 色狠狠av一区二区三区香蕉蜜桃| 国产精品视频成人| 又粗又黑又大的吊av| 婷婷四房综合激情五月| 欧美亚洲国产视频小说| 国产日韩欧美在线| 国产精品97在线| 精品国内产的精品视频在线观看| 国产精品黄色影片导航在线观看| 一区二区高清视频| 欧美性一区二区三区| 国产欧美日韩综合精品二区| 亚洲精品一区二区毛豆| 热久久这里只有| 国产日韩亚洲欧美| 久精品国产欧美| 欧美日韩成人精品| 日本高清视频一区| 国产欧美一区二区三区久久人妖| 国产高清自拍99| 久久91亚洲精品中文字幕奶水| 日本高清不卡三区| 蜜桃成人在线| 国产成人精品久久亚洲高清不卡 | 99免费在线视频观看| 国产av熟女一区二区三区| 国产精品美女久久久久久免费| 在线国产99| 欧美亚洲国产精品| av一区二区三区免费观看| 久久精品国产91精品亚洲| 国产精品aaa| 国产精品久久久久久久久久久不卡| 亚洲图片在线观看| 欧美精彩一区二区三区| 国产福利视频一区| 欧美精品成人在线| 欧美在线一级视频| 久久亚洲a v| 国产99久久精品一区二区 夜夜躁日日躁| 日韩视频免费在线播放| 高清不卡日本v二区在线| 久久久久久久久久久视频| 国产99在线|中文| 欧美亚洲日本网站| 久久综合久久色| 亚洲一区三区电影在线观看| 国产一区 在线播放| 日韩一二三在线视频播| 色播五月综合| 国产精品亚洲片夜色在线| 国产精品老女人视频| 欧美一区二区影院| 国产夫妻自拍一区| 亚洲精品乱码视频| av一区二区三区四区电影| 免费av一区二区| 国语对白做受xxxxx在线中国| 丝袜美腿精品国产二区| 午夜精品久久久久久久99热浪潮| 国产伦精品一区二区三区视频免费 | 欧洲精品码一区二区三区免费看| 国产精品aaaa| 亚洲精品免费在线看| 国产精品自拍视频| 精品蜜桃传媒| 国产日韩亚洲欧美在线| 久久成人免费视频| 国内视频一区| 国产精品劲爆视频| 国产综合色香蕉精品| 国产精品激情av在线播放| 加勒比成人在线|