机构名称：
¥ 2.0
摘要：Power-to-X 工艺将可再生能源转化为可储存的液体或气体，被认为是实现能源系统脱碳和补偿可再生能源发电波动性的关键方法之一。在此背景下，人们正在讨论和测试生产“绿色”氢和氢基衍生物，将其作为能源密集型工业部门的可能解决方案。鉴于电力和天然气价格持续大幅上涨，以及生产系统对可持续能源供应的需求，在考虑氢的可能利用途径时，还应考虑非能源密集型企业。这项工作重点关注以下三种利用途径：“氢作为可重新转化为电能的储能系统”、“公司车辆的氢移动性”和“直接使用氢”。对这三条路径进行了开发、建模、模拟，并随后在经济和环境可行性方面进行了评估。为测试设置了不同的光伏系统配置，标称功率范围从 300 kW p 到 1000 kW p 。每个系统都配备一个输出功率在 200 kW 至 700 kW 之间的电解器和一个输出功率在 5 kW 至 75 kW 之间的燃料电池。在这些基本配置中，还有与电池存储系统相关的其他变体。此外，对于每种光伏系统规模，都会模拟一个不带电池存储和氢技术的参考变体。这意味着最终每条使用路径都有 16 种变体需要模拟。结果表明，在具有合适能源系统设计的变体中，这些使用路径在成本方面已经构成了化石燃料的合理替代方案。对于“氢作为能源存储系统”路径，使用 750 kW p 光伏系统可以实现 43 至 79 ct/kWh 之间的电力生产成本。“氢能流动性”的成本为 12 至 15 ct/km，而“直接使用氢气”路径的成本为 8.2 欧元/千克。通过用现场生产的可再生能源取代德国的电力结构或用氢替代化石燃料，这三种途径都实现了环境效益。结果证实，在制造企业中使用氢作为存储介质在经济和环境上都是可行的。这些结果也为进一步的研究奠定了基础，例如，在涉及多种利用途径组合的场景中，氢技术的详细运营策略。这项工作还介绍了本项目开发的基于模拟的方法，该方法可以转移到进一步研究中的类似应用中。
为能源系统分散生产绿色氢气
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