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
亚洲综合精品伊人久久| 日本一区二区三区四区视频| www亚洲国产| 黄页免费在线观看视频| 日本成人黄色| 日韩视频一二三| 日本高清视频一区二区三区| 萌白酱国产一区二区| 国产精品国产三级国产aⅴ浪潮| 久久久久久久色| 久久精品国产精品亚洲精品色 | 亚洲在线视频观看| 欧美xxxx14xxxxx性爽| 欧美激情国产精品| 亚洲最大激情中文字幕| 九九久久精品一区| 欧美日韩福利视频| 一区二区三区在线视频111| 国产aaa免费视频| 久久夜色精品国产| 国产精品欧美激情在线观看| www.日韩.com| 国产精品九九九| 蜜臀久久99精品久久久久久宅男| 中文字幕黄色大片| 亚洲精品欧美极品| 性亚洲最疯狂xxxx高清| 日韩精品在线中文字幕| 欧美另类一区| 国产午夜福利视频在线观看| 国产免费一区视频观看免费| 不卡视频一区二区三区| 99久久激情视频| 久久婷婷国产综合尤物精品| 久久天天躁狠狠躁老女人| 国产精品三级久久久久久电影| 国产精品入口日韩视频大尺度| 九九热精品在线| 午夜探花在线观看| 欧美日韩电影一区二区三区| 国产在线观看精品一区二区三区| 白白操在线视频| 久久国产成人精品国产成人亚洲| 国产精品丝袜久久久久久不卡| 国产精品国产精品| 亚洲综合在线播放| 人妻无码一区二区三区四区| 国产一级二级三级精品| 国产精品6699| 精品乱子伦一区二区三区| 亚洲精品久久区二区三区蜜桃臀| 日韩免费一级视频| 国产欧美精品在线播放| 国产a级全部精品| 国产精品美女呻吟| 亚洲国产精品毛片| 欧美高清一区二区| 91免费在线观看网站| 久久色精品视频| 亚洲 欧洲 日韩| 韩国一区二区av| 91精品视频专区| 国产精品久久久一区| 亚洲一区二区中文| 女同一区二区| 国产精成人品localhost| 国产精品人人做人人爽| 亚洲黄色成人久久久| 黄色一级大片免费| 久久久999视频| 精品国产一区二区三区日日嗨| 日韩欧美亚洲区| 不卡一区二区三区视频| 国产精品老女人精品视频| 亚洲精品无人区| 美女日批免费视频| 国产成人精品福利一区二区三区 | 日韩视频精品在线| 国产99视频精品免视看7| 欧美专区在线播放| 久久久中精品2020中文| 欧美乱大交xxxxx| 欧美日韩亚洲综合一区二区三区激情在线| 91久久精品美女| 美女啪啪无遮挡免费久久网站| 欧美最猛性xxxxx亚洲精品| 97精品久久久中文字幕免费| 久久亚洲一区二区三区四区五区高 | 在线观看污视频| 欧美亚洲一二三区| 久久久久久久久久久视频| 欧美一区二区高清在线观看| 91久久久在线| 亚洲在线视频福利| 成人免费福利在线| 免费av一区二区| 国产一区二区三区小说| 国产精品你懂得| 欧美 日韩 激情| 国产精品久久久久免费a∨| 僵尸世界大战2 在线播放| 久久久精品日本| 热草久综合在线| 国产精品视频不卡| 欧美少妇在线观看| 国产精品视频一区二区三区四| 青青久久av北条麻妃黑人| 久久riav| 欧美亚洲国产另类| 国产精品久久久久福利| 蜜桃视频在线观看91| 国产精品高潮粉嫩av| 国产一区二区不卡视频| 精品国产无码在线| 国产精品一区二区av| 亚洲影院色在线观看免费| 成人a视频在线观看| 亚洲一区二区三区香蕉| 久久五月天婷婷| 日本不卡在线播放| 国产精品三级在线| 国产精品最新在线观看| 亚洲激情一区二区| 久久久久亚洲精品| 韩国一区二区av| 久久久久国产一区二区三区| 成人久久18免费网站图片| 亚洲国产精品一区二区第一页| 99三级在线| 青青草视频在线视频| 国产精品久久久久影院日本| 高清国语自产拍免费一区二区三区| 亚洲国产精品毛片| 久久久久久久久久久综合| 欧美日韩亚洲一区二区三区四区| 国产精品久久久久久av| 99精彩视频| 欧日韩免费视频| 久久99久久亚洲国产| 国产精成人品localhost| 极品美女扒开粉嫩小泬| 在线亚洲美日韩| 久久精品国产sm调教网站演员 | 国产欧美丝袜| 天堂va久久久噜噜噜久久va| 国产成人无码一二三区视频| 国产在线精品一区免费香蕉| 亚洲va男人天堂| 国产精品久久久久久久久久东京| 99视频免费观看| 欧美日韩在线不卡一区| 亚洲专区在线视频| 久久久黄色av| 97国产在线播放| 国内外免费激情视频| 日本午夜一区二区三区| 操日韩av在线电影| www.欧美三级电影.com| 国产精品一区二区电影| 欧美在线视频网站| 午夜伦理精品一区| 久久久久国产精品一区| 久久精品视频在线观看| 99精品国产高清一区二区| 免费观看亚洲视频| 日本视频一区二区不卡| 欧美激情在线视频二区| 国产精品人人妻人人爽人人牛 | 国产一区二区自拍| 日本精品中文字幕| 欧美乱妇40p| 日韩在线视频导航| 久久这里只有精品18| 国产免费黄色一级片| 免费在线国产精品| 日本精品一区| 亚洲乱码国产一区三区| 久久综合九色九九| 久久久999国产精品| 久久久久久久亚洲精品| 国产精品av在线| 成人国产精品色哟哟| 精品一区二区成人免费视频| 欧美中日韩在线| 日本精品久久久久久久久久| 亚洲午夜精品一区二区| 欧美日韩成人黄色| 久久99久久99精品中文字幕| 国产精品久久九九| 久久精品人人做人人爽| 日韩在线www| 久久99国产精品一区| 久久久com| 九九热只有这里有精品| 久久国产成人精品国产成人亚洲| 国产成人亚洲综合青青| 国产国语刺激对白av不卡| 久久资源亚洲| 国产av天堂无码一区二区三区| 国产激情在线观看视频|