为遵守现有的二氧化碳法规,必须在能源系统中大规模引入可再生能源。考虑到目前的电力池,可再生能源的大量使用意味着化石燃料发电厂的效率和经济损失很高,因为它们主要用于调节系统,预计会经常停机。在此框架下,建议将联合循环发电厂 (CCPP) 与储能技术(如电转气 (PtG))相结合,通过转移瞬时过剩电力来实际减少其最低投诉负荷。电转气通过水电解产生氢气,然后与二氧化碳结合产生甲烷。本研究的主要创新之处在于通过使用电转气作为减少最低投诉负荷的工具,提高了联合循环的灵活性和经济性。本研究的主要目标是量化不同停机和常规启动情况下的成本降低。案例研究分析了 400 MW 发电总功率的联合循环,最低投诉负荷为 30%,而通过 40 MW 发电转气电厂,该负荷实际上可以降低到 20%。定义了八种场景,以比较热启动、温启动和冷启动下常规运行的参考案例与发电转气辅助运行。此外,还分析了不同负荷(30-50-70%)的发电转气辅助运行场景。这些场景还考虑了在调度低于最低投诉负荷的时期内发生的临时需求高峰。在这种情况下,传统电厂的响应时间非常有限,而发电转气辅助 CCPP 可以快速满足峰值。技术经济模型量化了所需的燃料、总功率和净功率、排放量以及每种情景下的总成本和收入以及每小时的净差额利润。根据所得结果的分析,不建议在热启动、温启动或冷启动时以最低负荷运行 PtG 辅助 CCPP。但是,对于每种类型的启动,采用建议的系统在超过 50% 的部分负荷下运行可实现重要的边际利润,从而避免停机并提高容量系数。
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警告:由于电解效率、可再生能源采购情况、二氧化碳采购、余热利用情景以及甲烷化技术存在差异,因此不应直接比较三种 PtG 系统的气候变化性能。
永久地质CO 2存储需要一个深层的岩石层来容纳CO 2并上覆盖不可渗透的岩石层,以使CO 2保持在存储区域。该项目的重点是研究麦克莱恩县地面以下约1至2英里的几层岩石层。这些代表潜在目标存储区域的层目前含有非常咸的水,没有油。厚的页岩层上方和下方的厚页岩层充当密封件,以保持CO 2的位置。2024年9月,研究人员将开始一项地球物理数据收集工作,以收集有关这些深岩层的信息。地球物理调查中的数据将有助于评估岩石层以下一英里以上;帮助开发更准确的计算机模型来模拟CO 2运动,评估存储区的适用性,并确定注入和监视井的最佳位置;帮助许可当局确定地质存储项目是否可以向前发展;最终,如果将努力导致商业碳捕获项目,则将来的调查中的MAP CO 2活动。
| 旨在实现碳中和 “气田”通常是指地下化石天然气储备。加伯斯多夫的研究项目“可再生气田”暗示了由能源服务提供商 Energie Steiermark 牵头的项目合作伙伴的目标:有限能源的可再生替代品。该项目展示了如何通过采用成熟的可再生能源技术并根据当地情况将它们有效结合起来,在碳中和的基础上改造奥地利的能源系统。该项目的一个重要组成部分是日立造船 Inova (HZI) 的催化甲烷化技术,该技术首次在加伯斯多夫用于处理原始沼气。
摘要:工业部门脱碳对于实现可持续的未来至关重要。碳捕获和储存技术是主要选择,但最近,使用二氧化碳也被认为是一种非常有吸引力的替代方案,可以实现循环经济。在这方面,电转气是一种很有前途的选择,可以利用可再生 H 2 ,将其与捕获的二氧化碳一起转化为可再生气体,特别是可再生甲烷。由于可再生能源生产或可再生能源生产与消费之间的不匹配不是恒定的,因此必须储存可再生 H 2 或二氧化碳,以正常运行甲烷化装置并生产可再生气体。这项工作分析并优化了系统布局和存储压力,并提出了年度成本(包括资本支出和运营支出)最小化。结果表明,需要适当的压缩阶段来实现最小化系统成本的存储压力。该压力略低于二氧化碳的超临界压力,低于氢气的较低压力,约为 67 巴。最后一个量与储存和分配天然气的通常压力一致。此外,即使质量较低,H 2 的储存成本也高于 CO 2 ;这是因为 H 2 的密度低于 CO 2 。最后,结论是,压缩机成本是 CO 2 压缩中最相关的成本,但储罐成本是 H 2 中最相关的成本。
缩写列表 P2G………………………………………………………………………………………………………………………………. 电转气 FC……………………………………………………………………………………………………………………………………………….燃料电池 PEM …………………………………………………………………………………………………………….质子交换膜 WN……………………………………………………………………………………………………………………………………..风能光伏…………………………………………………………………………………………………………………………………..太阳能水电……………………………………………………………………………………………………………………………..水电生物能…………………………………………………………………………………………………………………..生物质 GS……………………………………………………………………………………………………………………………………….天然气 CL…………………………………………………………………………………………………………………………….…….煤NUC…………………………………………………………………………………………………………………………………….……..核 ID……………………………………………………………………………….……………………………………………….中间白天 IN……………………………………………………………………………….……………………………………………….中间夜晚 SD…………………………………………………………………….………………………………………………………..…….夏日 SN…………………………………………………………………….………………………………………………..………….夏夜 WD…………………………………………………………………….…………………………………………………….冬日 WN……………………………………………………………….……………………………………………………….冬夜W……………………………………………………………………..……………………………………………………………….西部 MW……………………………………………………………….…………………………………………………………..中西部 ME…………………………………………………………………….………………………………….………………………………..中东 E……………………………………………………………….……………………………………………………………….….东部
摘要:人们对全球温室气体排放的日益关注促使电力系统利用清洁高效的资源。与此同时,可再生能源在全球能源前景中发挥着至关重要的作用。然而,这些资源的随机性增加了对储能系统的需求。另一方面,由于多能源系统比单一能源系统效率更高,因此开发基于不同类型能源载体的此类系统对公用事业公司来说更具吸引力。因此,本文对多载体微电网 (MCMG) 在存在高效技术(包括压缩空气储能 (CAES) 和电转气 (P2G) 系统)的情况下的运行进行了多目标评估。该模型的目标是最大限度地降低运营成本和环境污染。除了充电和放电模式外,CAES 还具有简单循环模式操作,从而为系统提供更大的灵活性。此外,该模型还采用了需求响应程序来缓解峰值。所提出的系统参与电力和天然气市场以满足能源需求。采用加权和方法和基于模糊的决策来折中冲突目标函数的最优解。在样本系统上检验了多目标模型,并讨论了不同情况下的结果。结果表明,耦合 CAES 和 P2G 系统可减轻风电弃风,并将成本和污染分别降至 14.2% 和 9.6%。
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