本研究考察了在东南亚国家联盟 (ASEAN) 和东亚峰会 (EAS) 的背景下,利用可再生能源弃电生产氢气在多大程度上可以实现环境效益,以及电解制氢的成本。电解制氢的成本范围从电解器负荷率为 1,500 小时或以上时每千克氢气不到 2 美元到电解器负荷率为 500 小时或以下时每千克氢气 10 美元甚至更高。利用可再生能源弃电生产氢气减少的二氧化碳排放量在东盟约为 1.3 亿吨到 1.5 亿吨之间,在东亚峰会约为 180 亿吨到 190 亿吨之间。将现行的碳价应用于减少的二氧化碳排放量,通过电解可再生能源削减电力生产氢气的可能货币化收益在东盟约为每千克氢气 0.25 美元到每千克氢气 9.00 美元之间,在东亚地区约为每千克氢气 0.50 美元到每千克氢气 15.00 美元之间。成本效益分析的结果表明,碳价需要达到每吨二氧化碳 10 美元左右,才能证明在东盟和东亚地区通过电解可再生能源削减电力生产氢气是合理的。结果还表明,即使在低碳价下,高电解器负荷率也使得通过电解可再生能源削减电力生产氢气具有成本竞争力。
注:本地图不影响任何领土的地位或主权、国际边界和边界的划定以及任何领土、城市或地区的名称。假设:电解器资本支出 = 232-341 美元/千瓦(陆上风能和太阳能光伏);太阳能光伏资本支出 = 325 美元/千瓦;陆上风能资本支出 = 1 200 美元/千瓦;电解器 LHV 效率 = 74%;电解器运营支出 = 资本支出的 3%;系统寿命 = 33 年;折现率 = 6%。行政区域(边界)基于:GADM,版本 1.0,https://www.diva-gis.org/gdata。天气数据集:风数据:哥白尼气候变化服务 (2020),1970 年至今的单层 ERA5 每小时数据,https://doi.org/10.24381/cds.adbb2d47,欧洲中期天气预报中心。太阳能光伏:renewables.ninja,www.renewables.ninja。禁区基于:ESA 和 UCL (2011),GLOBCOVER 2009:产品描述和验证;USGS (1996),全球 30 弧秒海拔 (GTOPO30);全球湖泊和湿地数据库 (GLWD):Lehner 和 Döll (2004),“全球湖泊、水库和湿地数据库的开发和验证”,水文学杂志,第 296 卷,第 1-4 期,2004 年 8 月 20 日,第 1-22 页;粮农组织-联合国教科文组织(2007 年),《世界数字土壤图》;WDPA(2020 年),2020 年 12 月。
规模电解器、存储系统和兆瓦级燃料电池发电机将在 NREL 的 Flatirons 园区设计和调试。该氢基础设施将支持 H2@Scale 目标,使集成系统研发能够研究氢能规模化的科学
阿曼邀请外国投资者参与其不断发展的能源行业中的各种机会。该国鼓励通过与当地公司签订合资协议进行合作,积极参与太阳能和风能项目的竞标。此外,阿曼为投资研发提供了有利的环境,特别是在太阳能电池晶片制造、太阳能光伏、电解器组装和电子燃料生产方面,利用其丰富的高纯度硅资源。除此之外,外国投资者在能源存储领域也有广阔的前景,包括制造电池储能系统 (BESS) 等组件和其他创新储能系统。风力涡轮机、绿色钢铁和电解器是阿曼绿色氢能雄心的延伸价值链的例子。这种多管齐下的办法凸显了阿曼致力于促进伙伴关系和推动可持续能源计划的承诺。
本文提出了一种用于直流微电网的氢基储能系统 (ESS),该系统可以与电池储能系统集成,以满足未来可再生能源渗透率高的电网的需求。氢基储能系统能够长时间提供稳定的能源供应,但与电池储能系统相比,其响应速度较慢。然而,电池和氢存储的组合可以在很长一段时间内提供稳定的能量,并且可以轻松处理微电网的突然需求和过剩。该系统的主要挑战之一是将电力电子与燃料电池技术相结合,以适当地将可再生能源转化为电能。所提出的系统使用隔离的 DC-DC 转换器来激活氢气的生产,并使用电解器将产生的氢气转化为氢压。氢压成为我们燃料电池的重要输入,燃料电池调节氢压并将其转化为电能。然后,通过使用 DC-DC 升压转换器将产生的电能传递给不同的负载。为了验证所提电路的有效性,使用 1 kV DC 总线电压氢 Simulink 仿真来演示基于负载需求和剩余功率的氢气生产和燃料电池行为。所提系统模拟了完整氢能存储系统所需的功率转换、电解器、储罐和燃料电池的各个方面。聚合物电解质膜因其经济可行性而成为电解器和燃料电池的主要关注技术。
一年 𝐵𝑎𝑡𝑡 𝑠𝑝𝑎𝑟𝑒 𝑐𝑎𝑝 电池中的可用备用容量 𝐵 𝑜𝑢𝑡𝑝𝑢𝑡 可用电池输出 𝐶 𝐸 特定能耗 𝐶𝐴𝑃𝐸𝑋 特定资本支出 𝐶𝑜𝑠𝑡 𝑃𝑉 光伏供电特定电力成本 𝐶𝑜𝑠𝑡 𝑔𝑟𝑖𝑑 电网供电特定电力成本 𝐶𝑜𝑠𝑡 𝑏𝑎𝑡𝑡 电池特定电力成本供应的电力 𝐶𝑜𝑠𝑡 𝑆𝐸 (𝑔𝑟𝑖𝑑) 电网辅助制氢系统的特定电力成本 𝐶𝑜𝑠𝑡 𝑆𝐸 (𝑏𝑎𝑡𝑡) 电池辅助制氢系统的特定电力成本 𝐸 𝑔𝑒𝑛 光伏发电能量 𝐸 𝑔𝑒𝑛,𝑠𝑐𝑎𝑙𝑒𝑑 缩放的光伏发电概况 𝐸 𝑔𝑒𝑛,𝐺𝑟𝑜ß𝑒𝑛𝑔𝑜𝑡𝑡𝑒𝑟𝑛 Großengottern 的光伏发电量 𝐸 𝑠𝑢𝑝𝑝𝑙𝑖𝑒𝑑,𝑃𝑉 直接供应给电解器的光伏能源 𝐸 𝑃𝐸𝑀 电解器所需的能源 𝐸 𝑔𝑟𝑖𝑑 从电网获取的能源 𝐸 𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠 可用的过剩光伏能源 𝐸 𝑐ℎ𝑎𝑟𝑔𝑒𝑑 充入电池的能量 𝐸 𝑑𝑖𝑠𝑐ℎ𝑎𝑟𝑔𝑒𝑑 从电池中释放的能量 F 法拉第常数 𝐹𝐿𝐻 𝑃𝑉 PV 提供的满负荷小时数 𝐹𝐿𝐻 𝐵𝑎𝑡𝑡 电池提供的满负荷小时数 𝑓 𝐻2 氢气生产率 𝛥𝐺 吉布斯自由能变化 𝛥𝐻 焓变化 HHV 较高热值 𝐻 𝑎𝑐𝑡𝑢𝑎𝑙 实际产生的氢气量𝐻 𝑖𝑑𝑒𝑎𝑙 可生产的最大氢气量 𝐼 𝑐𝑒𝑙𝑙 电池电流 𝐼 𝑀 电解模块电流 LCOS 平准化存储成本 𝜂 𝐸 电解器效率 𝜂 𝐹 法拉第效率 𝑁 𝑐𝑒𝑙𝑙 电解器中的电池数量 𝑃 𝑃𝑉,𝑑𝑒𝑠𝑖𝑟𝑒𝑑 所需峰值功率 𝑃 𝑃𝑉,𝑑𝑒𝑠𝑖𝑟𝑒𝑑 Großengottern 的标称功率 𝑃 𝑒𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑙𝑦𝑧𝑒𝑟 电解器的额定功率容量 Q 热量 r 折扣因子 𝛥𝑆 熵的变化 𝑆𝑜𝐶 电池的充电状态 𝑇 温度 𝑈 𝐸𝑙𝑒𝑐𝑡𝑟𝑜𝑙𝑦𝑧𝑒𝑟 电解器的利用率 𝑉 𝑟𝑒𝑣 可逆电池电压
该系统的电解器利用电力通过电解过程将水分解成氢气和氧气。氢气成分储存在加压容器中,直到需要发电时才使用。当需要电力时,燃料电池将氢气与空气中的氧气结合,产生电能,然后将其输送到电网。
致力于绿色氢能项目。目前,两种电解器的安装已经完成,每天可生产 8 公斤绿色氢能。 与德国弗劳恩霍夫、海得拉巴 DMRL 和钦奈 ARCI 进行交流,制定稀土稀土磁铁领域的联合开发计划 与访问过的各所印度理工学院 (蒂鲁帕蒂、焦特布尔、孟买、古瓦哈提) 进行交流,了解新技术升级的可能性。 代表 Bharat Forge 访问韩国,参加印度工业联合会 (CII) 派往韩国的科学、技术和版权代表团 (2023 年 4 月 3 日至 7 日),讨论科学、技术和知识产权问题 与韩国公司交流,开发 PEM 电解器和燃料电池。正在讨论进一步开展联合合作的可能性。 联合研究指导: