在越来越具有挑战性的全球环境中,欧洲应为电子部门建立并保留弹性的供应链。,尽管非西方竞争对手的成本是欧洲制造商的一半,但总拥有成本和最重要的氢生产成本(LCOH)将使以中期视角采购欧洲设备更便宜。不幸的是,当前市场发展的状态和缺乏任何大型项目的项目阻止了欧洲工业扩展到提供必要的规模经济所需的程度,以降低设备成本。这就是为什么除了最低价格之外,重要的是基于标准将公共资金授予项目,这些标准将保护欧洲电解供应链的弹性,并允许行业进一步扩大成本并进一步降低成本。作为即将进行的氢银行拍卖的一部分,欧盟委员会应对关键生产过程实施弹性标准,这些过程在电解中具有战略意义。这些弹性要求可以与符合欧盟价值观并建立可持续竞争的欧洲电动机行业的社会和网络安全要求并存。
变量OMC Gen H的维护和发电OMC NET H的维护和运行成本的运行成本和传输网络的运行成本,我是电压p n的状态; E S; g;我 ; h主动动力产生的p pns s;我 ; h主动功率无法提供p H,我由电解器Q PNS所消耗的主动功率;我 ; h反应能力无法提供Q H,我由电源转换器u Ch H耗尽的反应能力; i氢充电u dch h; i Hydrogen discharge u * , h Usage of power line/transformer u g , i , h Usage of power capacity x g , i , t Investment decision in technology type g x esr i ESR Investment decision at node i f h , i Heating not served with H 2 ENSC Energy not served cost HNS Total heating not served OME Operation and Maintenance of the Electrolyser TC Total cost TEC Total electricity generation cost TEmiC Total emissions cost TInvC Total investment cost TMC Total维护和操作成本
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。
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。
Figure 1 Renewable capacity needs accelerating simultaneously in China, EU, and US .................................. 5 Figure 2 Industrial policy spending in selected economies and subsidy type, % of GDP ............................... 10 Figure 3 China becomes the low-cost machine of decarbonisation through its policy choices.............................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................. 11图5中国制造了全球太阳能的大部分,用于国内使用和出口....... 12图6A全球风力涡轮机的产生包括在和近海的产量包括............................................................................................................................................... ................................................................... 14 Figure 8 Electrolyser manufacturing capacity ............................................................................................... 14 Figure 9a Refining capacity ............................................................................................................................. 15 Figure 10 EU funding and select member state aid ........................................................................................ 20 Figure 11 EU imports of solar cells from China ............................................................................................... 21 Figure 12 Final agreement on EU heavy industry free allowance phase out, slower at start but sees a
一个930万欧元的欧盟项目,Gencomm 1(生成能源安全社区);由贝尔法斯特大都会(Belfast Met)领导的是可再生能源项目的氢存储,旨在开发一种新模型,以增加可再生能源产生的电力并提供能源安全性。这包括在NI的风电场上安装的500kW电解器。
1) 欧盟委员会 REPowerEU 通讯提出了一项氢能加速器计划:到 2030 年国内年产量达到 1000 万吨——需要约 90-100 GW 的电解槽容量;2) 根据 IEA 的情景计算,美国政府没有做出明确承诺;资料来源:IEA,《国家氢能战略》,案头研究,罗兰贝格
该报告的范围是主要关注氧气市场,生产场景和最终在该项目中考虑的案例研究中使用机会。基于讨论的氧气的各个市场,钢铁行业对绿色氢的未来进行了巨大的投资,因为在其过程中需要大量的过程才能摆脱依赖煤炭的生产。该病例已被研究以提供从100兆瓦电解器产生的氧气以用于燃烧或炉子。加工氧气以去除氢和水以去除氢和水。它将进一步压缩至15个bar,可以通过管道运送到钢铁行业。同样,研究了另一例,用于在医院提供2500张病床的医用氧气,每年需要约1,210万NM3的氧气。提出了一个由近海风电场供电的20 MW电解器,然后在200 bar处通过圆柱运输纯化的氧气。
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。