氢气还可以提供清洁稳定的发电和峰值电力,这在能源系统中是有价值的功能,尤其是在我们向更多可再生能源过渡时。氢气在燃气发电厂(CCGT 或 OCGT)中的使用被认为是峰值电厂对可再生能源部署的补充。事实上,英国公司已经在制造峰值电厂,这些电厂可以在后期从使用天然气转换为使用氢气。一项美国研究使用最低能源成本法 (LCOE) 来研究解决季节性不平衡的成本,结果表明,使用氢燃料燃气轮机解决季节性能源不平衡的 LCOE 为每兆瓦时 (MWh) 2,400 美元,而使用锂离子电池系统则为 3,000 美元/MWh。如果燃气轮机使用“蓝色”氢气(即通过重整天然气产生的氢气)燃烧,平均 LCOE 将降至 1,560 美元/MWh(Hernandez & Gencer,2021 年)。英国需要进行这样的评估,以便让配电网络运营商认识到氢存储作为管理季节性不平衡方法的价值。
现在已经确定了氢作为净零挑战的一部分的作用。BEIS预测,到2050年,每年可能需要高达250-460TWH的氢气,约占英国最终能源需求的20-35%(BEIS 2021)。随着国家和国际能源市场状况的发展,英国政府正在继续建立其全面的氢战略,并且随着新的差距和挑战的确定和解决。随着更多的利益相关者的建设,到2037年(BEIS 2022a)的潜在氢项目中最多具有20GW 1的1GW 1,英国在2030年的10 GW低碳氢生产目标中处于良好状态,如果持续了政策造成措施,则可以达到5030 gw。预计将通过电解产生该氢的一半(HM政府,2022年),这意味着对电网增加了相当大的需求。此外,市场上有一些迹象表明,绿色(电解)氢将在2030年或更早之前与天然气产生的蓝色氢达到成本均衡,鉴于天然气价格的波动性。与首先发布英国氢策略相比,电解氢的生产和使用(Power-to-X)甚至更大,这表明随着时间的推移,对电网连接的需求增加。
虽然目前通过依赖化石燃料的途径生产氢的氢比生产要昂贵,但随着时间的推移,成本降低可能会降低。彭博社的技术经济分析估计,到2030年到2030年(巴西,中国,印度,西班牙和瑞典)以及新的化石燃料依赖性植物(8个国家 /地区的8个国家(28个市场中的28个市场中),可再生氢的生产成本可能低于5个国家(巴西,中国,印度,印度,西班牙和瑞典)现有氢厂的水平。在他们看来,规模经济和支持政策的经济将在使成本下降中发挥重要作用。8同样,针对澳大利亚国家氢策略(2024)进行的分析表明,从两种不同的电解器类型的可再生氢化成本降低到2050年(碱性和质子交换膜电解质),有可能匹配或浸入低于蒸汽甲烷的蒸汽燃料燃料(一种依赖化石依赖性途径)的水平。9
氢气也有望在可再生能源的发电,运输,加热和缓冲中发挥更重要的作用[2]。目前,所产生的氢的大多数(95%)是所谓的灰氢。这意味着在生产过程中释放温室气体。绿色氢是通过用可再生能量拆分来产生的[1]。Mueller-Langer等。[5]对氢生产进行了技术经济评估,并得出结论,水电解在近期和中期将起重要作用。这是由于它能够生成高纯氢的能力以及它是一种完善的技术[6]。目前,市场由聚合物电解质膜(PEM)和碱性电解主导。后者是一种强大而验证的技术[7]。碱性电解也不同于其他
Bikash Sah博士收到了B.Tech。2014年,印度印度阿鲁纳恰尔邦(Arunachal Pradesh)的美国国家理工学院电气和电子工程学士学位,以及印度印度古瓦哈蒂(Guwahati)印度印度科技研究所的电子和电气工程博士学位,2021年。他目前是德国Sankt Augustin的Bonn-Rhein-Sieg Applied Sciences of Bonn-Rhein-Sieg University,用于电子动力和电化学系统的集体负责电力电子产品。他还与德国卡塞尔的弗劳恩霍夫能源经济学和能源系统技术IEE IEE合作。他已经从事工业,学术界和研究实验室的项目已经工作了十多年,这些项目涉及电力电子和电化学系统,着重于电动性,电池,电解和燃料电池系统。他目前的研究兴趣包括
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近年来,我们看到航天工业发生了重大变化,每年发射的卫星数量比以往任何时候都多。据预测,到本世纪末,将有 4.5 倍的航天器被送入太空,这将带来各种挑战 [1]。为了满足日益增长的需求,每颗卫星的生产成本必须降低,而卫星数量的增加将导致必须更频繁地执行防撞机动。这也意味着更多的航天器将需要推进系统来确保安全运行并确保遵守《欧洲空间碎片减缓行为准则》。截至目前,大多数推进系统都在使用肼及其衍生物等剧毒推进剂,因此在处理推进系统组件时需要采取广泛的安全措施。这使得新设备的开发以及现有设备的测试和集成变得复杂,因此成本高昂。即使是电力推进系统也经常依赖氙气等稀缺气体,而氙气的年产量有限,因此推进剂成本对整个推进系统成本有重大影响。这种情况和许多其他原因正在推动人们不断寻找使用绿色推进剂的替代解决方案。最有前途的绿色推进技术之一是水电解推进 (WEP) [ 2 ] [ 3 ]。在这种系统中,航天器在地面上用纯净水代替传统的高反应性推进剂填充。进入太空后,电解器用于将水分解成氢气和氧气。产生的气体随后可储存在较小的中间罐中,或直接用于化学或电动推进器以推动航天器。欧洲的几家公司和大学目前正在开发这项技术,而两个关键部件是推进器和电解器。到目前为止,只有少数电解器曾被发射到太空。
Greenko 集团是全球最大的能源存储公司,也是全球最大的清洁能源供应商之一。该公司致力于通过智能能源平台和绿色氢气生产系统,为企业和国家提供碳中和解决方案,实现净零排放目标。Greenko 集团的太阳能、风能和水力发电技术装机容量为 7.3 吉瓦,遍布 15 个州的 100 多个项目,每年提供 200 多亿单位的可再生能源,占印度总电力需求的约 1.5-2%。Greenko 致力于将风能等间歇性能源转化为可靠、可调度和按需的能源,并通过数字化和长期存储进行控制。作为其氢能战略的一部分,Greenko 还将在下一财年投资开发一个 1MTPA 氨生产设施,用于生产绿色氨。
绿色氢可以预见到减少重型运输的CO 2排放以及难以减少诸如铁和钢制造的行业的重要角色,欧盟希望到2030年脱碳30%。本研究提出了碱性水电解体的性能和降解模型,以评估电解器对不同功率输入曲线的响应,并确定最有效和最具成本效益的操作策略。为此,评估了三种情况,其中一个场景根据太阳能和风的100%供应提供了电源,一个场景从网格中具有恒定的电源,一个方案的电源为电源,电源量在Electrolyser的标称载荷的66%至100%之间波动。可以证明,后一种情况可以达到十年来最高的平均效率,而持续电源的情况达到了最低的降解。最低的电力成本是通过太阳能和风能的100%电源达到的。与文献中的其他模型相比,本研究中的模型具有带有流动电解质的扩展热模型以及文献中最早描述的第一个电解器降解模型之一。被认为对工业碱性电解质的建模提供了重要贡献。