摘要:为了应对气候变化和全球平均气温上升导致的能源转型,光伏 (PV) 转换似乎是阳光充足地区的一种有前途的技术。然而,光伏发电与天气条件和昼夜循环直接相关,这使其具有间歇性和随机性。因此,将其与储能系统 (ESS) 相结合以确保非互联微电网的长期能源供应是有意义的。在所有技术解决方案中,可再生能源生产的电解氢似乎是一个有趣的候选者。在此背景下,本文提出了一种专用于微电网中氢存储集成的控制策略,以更好地利用光伏发电。目标是根据系统状态和光伏生产间歇性,优化质子交换膜燃料电池 (FC)、碱性电解器 (El)、锂离子电池储能系统 (BESS) 和光伏的微电网管理。首先,开发基于分布式显式模型预测控制 (DeMPC) 的控制策略,以定义 FC、EL 和电池的电流参考。其次,在仿真中验证控制策略的性能,并在电源硬件在环测试台上确认。
有机分子晶体,例如对苯二酚笼状物,可能是很有前途的储氢材料。笼状物是由客体分子(这里是 H 2 )和形成空腔的宿主分子组成的超分子化合物。对苯二酚 (HQ) 与气体(例如 CO 2 1 或 CH 4 2 )的形成在文献中是众所周知的。但是,对于氢气捕获,一些重要的限制限制了这种材料的发展,例如高压和低笼状物形成动力学。Han 等人 3 通过预先形成无客体结构,然后在 350 bar 下用 H 2 填充它,获得了氢 HQ-笼状物。人们还进行了其他尝试来提高对苯二酚笼状物的存储容量,例如添加 C 60 4,但迄今为止尚未发现最佳系统。本研究开发的策略是将对苯二酚浸渍在多孔材料的微孔内,以利用限制效应来启动限制包合物的形成并改善包合动力学。为此,开发了一种新颖的浸渍方法,并在几种具有不同化学性质(碳、聚合物、二氧化硅)和不同孔径(1 至 15 纳米之间)的材料上进行了测试。使用 TGA-DSC、氩气孔隙率仪和 MAS-NMR 来表征新型复合材料。有机晶体的浸渍率可达到混合材料质量的 35%。用磁悬浮天平测量氢的存储容量。对于浸渍在多孔聚苯乙烯基材料中的 HQ 的情况,通过将温度在 0 到 100°C 之间循环可以达到 HQ 包合物的形成。在 20 bar 氢气压力下,经过 10 个温度循环,样品的存储容量从每克样品 0.1 wt.% 增加到每克 HQ 1.3 wt.%(或每克 HQ 7 wt.%)。此外,该系统在室温下稳定,P = 1 bar 氢气压力下,每克 HQ 的存储容量为 5.7wt.% H 2,并且在 100°C 时可完全释放 H 2。使用 MCM-41+HQ 等其他材料也获得了类似的存储容量。
摘要 摘要 氢气是一种低碳清洁能源,生产来源广泛,大力发展氢能产业是实现双碳目标、应对全球能源转型的重要举措。在氢能“制备—储存—运输—应用”全产业链中,氢气存储难度大一直是制约氢能产业高质量发展的因素。盐穴储氢具有成本低、规模大、安全性高、储氢纯度高等突出优势,是未来大规模储氢的重要发展方向,也是我国低碳能源转型的重大战略需求。全面调研了我国制氢产业和氢能消费现状,进一步分析了我国盐穴储氢需求,调研了国外利用盐穴储存天然气和氢气的技术和工程现状,总结了我国盐穴储氢的发展和建设历史。对比了盐穴储氢技术在天然气、氦气、压缩空气、氢气储藏中的异同,提出了我国盐穴储氢技术面临的三大科技难题:层状盐岩中的氢气渗流与生物化学反应、盐穴储氢井筒完整性控制、储氢群灾害孕育与防治,明确了储氢需求快速增长的趋势和我国大型盐穴储氢技术的重点研究方向。
摘要 预计到 2050 年,氢能在经济和实现气候中和的过程中发挥重要作用。要优化其使用,首先需要开发一个高效的存储系统。在生产过剩时期,以可再生能源生产的氢气形式储存能源的本质是为了在能源需求旺盛时期重新利用所储存的能源。储存的氢气还可以用于经济的许多领域,例如化工、炼油和运输行业。本文讨论了波兰大规模储存绿色氢的可能性。研究了地下储氢、液氢储氢、氨储氢以及利用天然气网络进行储氢的潜力。
GRZ Technologies 的愿景是让世界由可再生能源驱动——无论白天还是黑夜,无论夏天还是冬天。为了实现这一目标,我们必须用安全、经济高效且可持续的能源解决方案取代化石能源系统,而氢气是其中重要的能源载体。引入新的环保能源系统是一项全球挑战。跨国家和跨大洲的合作至关重要。因此,GRZ 与全球各地的组织合作,共同应对这些全球挑战。我们的合作伙伴包括现代汽车公司、菲舍尔集团、AMPO、萨班哲、Susten、Auto AG、Gaznat 和梅塞尔天然气等。
固定式氢燃料电池正成为一种提供清洁灵活电力的解决方案。可再生能源电解可以为燃料电池产生氢气,但使用时可能需要储存数天的氢气,以平滑可再生能源的变化。在使用氢气作为备用电源系统的情况下,也需要储存,必要的目标储存时间为 96 小时,以满足美国国家消防协会规定的要求。这是一个挑战,因为压缩气体或低温氢气储存在操作上成本高昂,而且对于这些储存时间,大规模储存效率低下,而用于储存的盐穴并不广泛,需要管道才能使其适用于更大规模的应用。因此,已经进行了大量工作,以确定在较低压力和非低温下运行的大规模氢气储存的材料解决方案。此外,在大多数低温氢气储存条件下,氢气会以“沸腾”的形式从储罐中自然流失。这些沸腾事件代价高昂,因此迫切需要能够有效捕获沸腾氢气的材料。
GRZ Technologies 的愿景是让世界由可再生能源驱动——无论白天还是黑夜,无论夏天还是冬天。为了实现这一目标,我们必须用安全、经济高效且可持续的能源解决方案取代化石能源系统,而氢是其中重要的能源载体。引入新的环保能源系统是一项全球挑战。跨国家和跨大洲的合作至关重要。因此,GRZ 与全球各地的组织合作,共同应对这些全球挑战。我们的合作伙伴包括现代汽车公司、菲舍尔集团、AMPO、萨班哲、Susten、Auto AG、Gaznat 和梅塞尔天然气等。
GRZ Technologies 的愿景是让世界由可再生能源驱动——无论白天还是黑夜,无论夏天还是冬天。为了实现这一目标,我们必须用安全、经济高效且可持续的能源解决方案取代化石能源系统,而氢是其中重要的能源载体。引入新的环保能源系统是一项全球挑战。跨国家和跨大洲的合作至关重要。因此,GRZ 与全球各地的组织合作,共同应对这些全球挑战。我们的合作伙伴包括现代汽车公司、菲舍尔集团、AMPO、萨班哲、Susten、Auto AG、Gaznat 和梅塞尔天然气等。
氢气 (H 2 ) 有可能成为低碳经济中替代碳氢化合物的清洁燃料替代品,而 H 2 储存是新兴 H 2 价值链的关键组成部分。然而,将 H 2 用于大容量电力管理和其他工业应用将需要大幅扩大地质储存的规模。虽然地质 H 2 储存可以在盐层内的多孔介质和盐穴中进行,但盐穴因其大储存容量、密封完整性和灵活的操作以及较大的注入和提取速率而被认为是地下 H 2 储存的最佳选择。这项研究收集了位于美国墨西哥湾盆地陆上和近海地区的 569 个盐丘的综合数据库。这项工作通过选择没有预先存在的洞穴并且深度范围适合盐穴建设的陆上盐丘来筛选数据库。因此,我们选择并分析了德克萨斯州、路易斯安那州和密西西比州 98 个适合储存 H 2 的陆上盐丘。我们针对三种情形进行了 H 2 存储容量计算:低情况、基准情况和高情况。对于基准情形,我们估计这些盐丘总共可容纳 2550 个洞穴,总工作气体潜力为 130 Gsm 3 ,相当于总能量存储潜力为 368 TWh。根据我们的基础情形,美国天然气消耗量 10% 的替代需要 28 Gsm 3 的 H 2 存储容量。这个数字意味着需要建造或重新利用超过 556 个盐丘,每个盐丘的几何体积为 0.75 Mm 3 。这是此类研究中的首例,按州、县和德克萨斯州、路易斯安那州和密西西比州的单个盐丘细分了 H 2 存储潜力。本研究的结果为评估美国盐丘的 H 2 储存潜力提供了宝贵的信息,有助于制定未来 H 2 基础设施的开发战略。最后,我们为读者提供了一张显示本研究结果的交互式地图。