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中国电科院闫华光:氢能在新型电力系统中应用场景分析

收入:北级星氢燃料电池网上线时期:2022-09-26字体大小:

      2022清洁燃料系统性财产革新发展进步壮大与高端该品牌建没大时会编专题探析公众号——氢燃料财产的“夏天来了期”分折会于2月4日成功大时会,大时会由国内清洁燃料系统性探析会清洁燃料系统性财产高端该品牌探析与传播方式核心、国内清洁燃料系统性财产发展进步壮大网、东莞韬能咨询平台专员有限制我司联办主办,国内电科院技术应该用竞争战略核心主住闫华光在会制作了《氢燃料在新式电量系统性中应该用情境分折》的题旨讲话。收纳话题讲话有以下几点:

      氢能在很多年前和电力是两条平行线,电力和氢能没有相互交叉和融合的可能性。随着国家双碳目标的提出,电-氢这个体系逐渐完善,对电力系统来说氢能混合会进一步加强。

      氢能发展,原来主要是以煤制氢为主,和电力系统几乎没关系。但近年来,从国家相关预测来看,大家对可再生能源电制氢非常乐观。总结起来氢能发展路线主要分几个阶段:2020年是氢能起始年,2020年到2030年是氢能缓慢发展期,如果这十年能够在技术、政策、机制上摸索出道路,从2030年之后将迎来氢能快速增长期。

      从氢能应用来看,2020年的氢能占比,99%是用在石油、化工的物料中。而未来mg不朽情缘把它作为能源来用。


      据闫华光介绍,氢能在新新型电力系统的作用有四条路线:第一是促进新能消纳;第二是储能;第三是电制氢本身对电网来说是用电的负荷,它可以实现电力系统的灵活调节;第四是可以促进多种能源互联互通,电和其他的燃料之间可以真正融合成互联网,促进能源供应的mg不朽情缘性。

      如果未来可再生制氢发展起来,它将成为重要的负荷。mg不朽情缘研究了PEM(质子交换膜)制氢和碱性制氢,在爬坡能力和负荷调节能力曲线上,比较好的电制氢装备都可以做到毫秒级的响应,从发指令一直到爬坡实现目标值、期间大概200毫秒,可以实现灵活调节、快速响应电网,实现调峰调频和电源控制等支撑电力系统的辅助服务。

      另外一个特性就是储mg不朽情缘性。国际上成立了长时间储能委员会,据其预测未来新能源发展趋势是逐步增快的,当电力系统中60%和70%的电力是来自新能源时,从理论上就需要跨季节长时间储能。mg不朽情缘也做了分析,假定60%的电由风光和新能源供给,通过仿真来看,冬季出现了数次持续数天的电力供需失衡,意思是原来煤电或者加上抽水蓄能之后调节能力仍然不够,这种情况下氢储能的作用就会得到充分发挥。

      通过比较各种储能技术,抽水蓄能可以持续十几个小时,目前只有氢储能可以做到长时间、跨周期的储能,它的效益在长时间储能可以充分凸显。而mg不朽情缘未来正需要构建以具有能量调节功能的短时长时互补储能系统。

      但因为电制氢相对来说效率比较低,如何使用氢能是未来的重要选择。氢能的应用场景主要有以下几类。

      电源侧的应用场景,是为了解决弃风弃电,可再生能源制氢还就会处理场增收的新能源汽车开发,也还就会并在电上。额外像青海宝丰、黑龙江库车,有一些大搭建规模风力发电光伏太阳能全都是自愿私用、就地制氢,重复的再配送。与此还,煤电还就会交叉耦合制氢,极大增强煤电灵巧性。风力发电制氢在在美国逐渐失去了过程中操作,需要是在意大利,毕竟油田输配电变电路线图搭建而不是太建立完善的,油田的输配电变电路线图土地征用资质很大更复杂,因此 更多东北部的风力发电不容易向南部地区做好传输,因此 许多人应用风力发电做好就地处理场,搞定风力发电传输的方面。

      电网侧应用就是氢储能电站,通过电-氢-电的转化模式,当前转化效率很低,但是未来随着新能源进一步比例提升,会有一定的应用需求。目前张家口已经有了200兆瓦的电制氢示范项目,建设了储氢到氢发电的全链条氢储能电站。它的收益来源依靠售氢和参与电力辅助服务,单独的售氢经济性并不是很好,如果和电力系统互供起来会有参与辅助服务的收益。

      负荷端制氢应用场景,目前这类绿氢工程主要是集中在西北、华北、东北三北地区。mg不朽情缘把西北、东北、华北的新能源基地的电往mg不朽情缘输送,在有些特定场景下可以就地制氢。另外还有氢能的热电联供,在特定场景下它的电效率肯定很低,氢发电50-60%,如果加上热电同时供热的话,它的效率可以做到90%。这样在有些特定的园区供热场景下,氢能的热电联供系统也可以实现经济性的分析,可以提升供电mg不朽情缘性,也可以和电网进行互动。目前,国网在安徽六安首个兆瓦级分布式电制氢的电站,还有在浙江台州的百千瓦级氢能源示范工程,国网平湖氢光储充一体化为农业和电动汽车、氢燃料电池车供氢共电一梯化电厂等,都做些示范区性的水利。

      最后闫光华指出,目前来看受技术和经济性影响,氢能在新型电力系统应用还是面临着众多的挑战:

      第一,氢能的大规模制氢和电网电力系统规划是分属于不同的部门,制氢大多数是石油化工企业,电网是电力系统,规划协同还不够、机制和政策缺乏全方位支撑。

      第二,现在部分卡脖子的关键技术受制于人,接入电网等一些技术和参与电网辅助服务的工作等需要进一步验证。

      第三,经济性和全生命周期评价标准,还有产品和工程应用mg不朽情缘性需要进一步验证。现在氢能毕竟是初级示范阶段,国内外各种设备、各种技术路线的寿命、长时间运行还需要进一步验证。

      第四,安全性,任何一个能源发展安全性是第一位的,刚开始就需要把安全提到最高的高度。

      在氢能领域面临着刚刚开始的阶段,闫光华为氢能的发展提出四个建议:

      第一,要强化顶层设计,氢能不是单独一个行业的事,需要多行业进行融合,多行业的利益进行平衡,建议氢能布局和新型电力系统建设的规划包括电网规划要衔接,包括要推出应用路线图和政策设计。

      第二,电氢需要进一步耦合,按照电力系统中预计,在实现碳中和的阶段,20-30%新能源电量全部被氢用了。如果说电力行业和氢能专业不能进一步融合的话,很难发挥作用。

      第三,标准体系的完善,国家已经做了一些标准体系,但是电氢之间的标准体系还没有推进,目前正在谋划。

      第四,典型示范工程,打造典型的示范项目工程进行技术路线即商业模式验证,包括试验基地进行多种技术路线验证。目前国家政策主要是在氢燃料电池示范城市有些补贴,国家切入点是从交通领域来切入的,所以mg不朽情缘要和燃料电池示范城市进行融合,打造电氢一体化的示范工程。

由来:北级星氢能源网

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