氢气在促进向未来深度脱碳能源系统转型方面可发挥关键作用,并有助于适应可再生能源在电力系统中更高的渗透率。基于中国内蒙古西部 (WIM) 的实际数据的分析支持了支持这一结论的论据。通过综合的电力-氢气排放分析框架,讨论了基于可再生能源的氢气生产的经济可行性和脱碳潜力。该框架结合了高分辨率风能资源分析和电力系统运行和氢气生产的每小时模拟,考虑了选择三种不同类型的电解槽和两种操作模式的技术和经济规格。结果表明,利用风能生产氢气可以为 WIM 目前以煤炭为主的氢气制造系统提供具有成本竞争力的替代方案(< 2 美元/千克),同时有助于大幅减少风电弃风和二氧化碳排放。预计未来十年,随着风力发电能力的提高和电解槽资本成本的下降,氢气生产的平准化成本将下降。从这项研究中得到的经验教训可以应用于其他地区和国家,以探索利用可再生能源进行更大规模的经济合理和碳节约的氢气生产的可能性。
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