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带有太阳能光伏、电池储能和氢能 (P2H) 系统的微电网的技术经济分析
第 3 章 建模 . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...
考虑多个P2H提供综合需求响应的综合能源系统优化调度和控制策略
随着多能源负荷和可再生能源渗透率的提高，电热系统的谷值与峰值逐渐增大。虽然综合能源系统 (IES) 和电转氢 (P2H) 技术被广泛应用以提高能源效率、促进可再生能源的消纳，但是具有 P2H 的 IES 提供综合需求响应 (IDR) 的调度策略尚不清楚。因此，本文提出了一种具有多种 P2H 技术的 IES 提供 IDR 的最优调度策略。首先，建立描述多种 P2H 技术的统一数学模型，联合考虑启停和爬坡约束。然后，建立双层 P2H 耦合的 IDR 调度模型，其中上层是包含 P2H 和氢储能的 IES 模型并考虑电/气/热多能源耦合，下层是包含可转移负荷和减量负荷的灵活用户模型。采用 Karush – Kuhn – Tucker (KKT) 条件和大 M 方法将低层用户模型重新表述为几个互补的松弛约束。然后，整个模型被转化为可解的单层线性化模型。最后，案例研究表明，所提出的方法可以提高系统灵活性并有效降低负载峰谷差。此外，在 IES 中加入 P2H 和 HS 可以进一步优化整体经济效益、能源效率和消耗可再生能源的能力。
热网中的电转热和热能储存
能源转型正在顺利进行，能源供应和能源使用在各种应用中变得更加可持续。能源转型的下一步是使供需更加可持续。实现这一目标主要有两种方式：在可再生能源发电量大时使用电力和利用能源储存。在热能领域，这可以通过将电能转化为热能（电转热，P2H）并储存热量以便以后充分利用来实现。在本研究中，我们重点关注使用 P2H 和热能储存使热能网络更加可持续的机会。对于 P2H，我们考虑了两种技术：热泵和电热水器。对于热能储存，我们研究了储罐储存（TTES）、地下孤立孔储存（PTES）和地下蓄水层高温储存（HT-ATES）。图 1 说明了这一概念。这项研究的目的是通过深入了解 P2H 和储存（P2H+S）的潜力和发展，将电力和热能的世界联系起来。在这项研究中，我们定义了商业案例并确定了 P2H+S 的技术潜力。此外，我们通过以综合方式对热网中的发电和来源进行建模，绘制了对电力系统的影响。最后，我们分析了障碍，并根据这一分析制定了政策建议，以使 P2H 和热存储正常运行。
用于碱性水电解的 De Nora 电极包
随着间歇性可再生能源在电力结构中的份额不断上升，能源储存将成为未来几十年电力系统的关键组成部分。在储存技术组合中，氢被广泛认为是一种有前途的选择，可用于长期储存大量可再生电力。因此，在未来可再生能源 (RES) 将成为主导能源的情况下，人们认识到电力转氢 (P2H) 在长期内存在的机会。但预计氢不仅是长期能源转换的媒介，而且是可再生能源发电的替代品。
针对特定国家的备忘录
资料来源：技术提供商访谈、P2H 成本计算器 (2022) - Agora、IRENA Remap 2030、TNO 技术情况说明书 (2015)、热能存储 (2023) - RTC、工业热电池 (2023) - LDES、德国 LDES 前景 (2022) – Aurora、专家访谈、TSO 和 DSO 网站；从可持续材料中获取绿色溢价价值 (麦肯锡，2022 年)；扩大欧洲纺织品回收规模——将废物转化为价值 (麦肯锡，2022 年)；绿色食品标签在新在线市场中的良好效果 (Jiang Y、Wang HH、Jin S、Delgado MS，2019 年)；历史天然气 TTF 期货和日前现货市场力量 (investing.com)；ERCOT；热电池：加速工业热能脱碳的机会（可再生热能联盟，2023 年）
特定国家/地区备忘录
资料来源：技术提供商访谈、P2H 成本计算器 (2022) - Agora、IRENA Remap 2030、TNO 技术情况说明书 (2015)、热能存储 (2023) - RTC、工业热电池 (2023) - LDES、德国 LDES 前景 (2022) – Aurora、专家访谈、TSO 和 DSO 网站；从可持续材料中获取绿色溢价价值 (麦肯锡，2022 年)；扩大欧洲纺织品回收规模——变废物为价值 (麦肯锡，2022 年)；绿色食品标签在新在线市场中的良好作用 (Jiang Y、Wang HH、Jin S、Delgado MS，2019 年)；历史天然气 TTF 期货和日前现货市场力量 (investing.com)；ERCOT；热电池：加速工业热能脱碳的机会（可再生热能集体，2023 年）
通过随机模型预测控制对反向燃料电池的可再生能源发电和不确定需求进行优化管理
近年来，可再生能源 (RES) 的广泛传播促使学术界和工业界研究能够更好地利用可再生能源发电来供应能源系统的方法和技术。在文献中，人们研究了不同的技术来管理可再生能源发电并优化其运行。风能和太阳能等可再生能源变化多端且难以预测，因此人们开发了许多随机算法来最佳地管理其预测中的不确定性。为了处理可再生能源预测误差和电力需求的不确定性，并获得电力系统的灵活性，即系统发电机对负载或系统组件性能的意外变化做出反应的能力，必须集成储能系统 (ESS) [1]。电池等电化学储能系统得到了广泛的研究，文献中可以找到许多关于电池管理的著作 [2]。一种有效且环保的电池替代品是电转氢 (P2H) 系统，其中可能的发电过剩通过
利用甲烷发电技术进行季节性储能
要实现可持续发展的社会，不可避免地需要使用可再生能源来发电。由于其中一些能源（风能、太阳能）对天气的依赖性，必须使用公用事业规模的能源储存。这些波动范围从几分钟（云层飘过）到整个季节（冬季/夏季太阳能可用）。短期储存可以通过电池解决（至少在理论上）。然而，由于可储存能量的数量和某些储存方法的自放电，季节性储存仍然是近期需要解决的挑战。最近，在经典的长期储存技术（如抽水蓄能）中出现了新方法。电池越来越好，自放电更少，能量密度更大；因此，它们可以用于季节性储存，尽管它们不能满足总需求。因此，电转气方法（主要是电转氢，P2H 和电转甲烷，P2M）在储存组合中发挥着越来越大的作用。在这些方法中，多余的电力用于电解水并产生氢气；然后可以将其储存起来并在以后用于回收电力。由于长期储存氢气的技术困难，替代方法（例如电转甲烷或电转氨）也是有吸引力的解决方案。在电转甲烷技术中，可以通过化学或生物化学方法将添加二氧化碳的氢气转化为甲烷。甲烷可以储存起来并在以后用于回收电力。比较P2H和P2M方法，P2H的能量回收率更高，但无损储存和回收需要特殊设备。相比之下，对于P2M（即生产的甲烷SNG，即合成天然气），可以利用现有的储气设施进行储存，并通过现有的成熟方法（例如燃气发动机）进行回收。虽然电力回收与二氧化碳排放有关，但排放量与用于合成的二氧化碳相等；因此，该技术也可以被视为无碳技术。氢气转化为甲烷有两种成熟的方法：化学方法和生物化学方法。化学方法（即所谓的 Sabatier 反应）快速高效，但它是一种高压高温反应，需要在特殊设备中进行；此外，它可能需要难以获取的金属进行催化。尽管有时速度较慢，但生物化学法是一种利用微生物的低温低压方法；有些微生物甚至可以在沼气设施中找到。生物化学法的另一个优势是它可用于 CH 4 /CO 2 混合物，即它可以将沼气浓缩为 SNG。本期特刊专门介绍生物化学电转甲烷技术。P2M 技术现在即将全面投入工业使用；因此，专门介绍这种方法的特刊非常及时。本文涵盖的主题范围从基础生化研究到各种存储方法的比较，再到完整的能源存储解决方案。能源结构中依赖天气的可再生能源所占比例不断增加，迫使研究人员寻找新的能源存储解决方案，以满足时间平衡的需求。Sterner 和 Spechts [ 1 ] 在他们的论文中描述了 30 年的发展历史，这导致了“电转一切”（包括电转甲烷和其他电转燃料）技术的出现。
会议纪要
由于可再生能源在电网中的渗透率不断提高，传统发电厂 (PP) 和联合循环发电厂越来越多地被迫以不连续模式运行，并不断改变负荷。在这项研究中，研究了两种电力到燃料到电力的过程，作为通过吸收和储存 PP 产生的电能（不出售给电网）来提高联合循环发电厂 (CCPP) 灵活性的潜在解决方案。对电力到氢到电力 (P2H2P) 和电力到氨到电力 (P2A2P) 系统进行了分析，研究并比较了往返效率、存储能量密度和工厂占地面积方面的流程。尽管 P2H 系统从效率的角度来看更具竞争力，但它也带来了与能量存储密度和系统占地面积相关的关键问题。这些问题可以通过氨来克服，从而产生一种更有效的能量存储介质。关键词：电力到燃料系统、能量存储、发电厂灵活性、氢、氨、脱碳。
综合能源系统协调运行 WP1
本报告中介绍的工作旨在利用丹麦不同参与者现有的能源系统情景来分析不同技术如何影响不同类型的未来能源系统，在这些系统中，可再生能源技术可以满足所有能源需求。特别关注的是电转热 (P2H) 和电转气 (P2G) 技术，但范围并不局限于这些技术。这项工作既包括 2050 年长期能源系统的情景，其中丹麦能源系统基于 100% 可再生能源，也包括 2035 年的中期前景。之所以包括中期，是因为不同的技术在 100% 可再生能源系统中的作用可能与在可再生能源比例较低的能源系统中的作用不同。反过来，这可以用于政策考虑，即哪些技术应该尽早实施，哪些技术应该等到可再生能源在能源系统中的比例更高时再实施，哪些技术只在向 100% 可再生能源过渡时才有意义。