在可再生能源 (RES) 大量渗透的情况下,利用电转气 (PtG) 技术可以正确支持配电系统运行。本文讨论了 PtG 运行对电力配电系统的影响。我们创建了一种新型 PtG 工厂模型,以代表整个过程链并与网络计算兼容。我们根据在实际工厂收集的测量数据,定义并验证了模型结构及其相应参数。然后,我们在分别代表乡村和半城市环境的两个网络模型上模拟了 PtG 对配电系统的影响。我们通过定义一组包含由 RES 工厂放置引起的配电网危急情况的案例来进行测试。引入 PtG 的目的是减少反向功率流,以及减少配电系统中的过流和过压问题。年度模拟结果显示,与基准情况相比,反向功率流大幅减少(从 78% 减少到 100%),并缓解(甚至解决)了网络的过流和过压问题。这些结果表明,PtG 是保证向脱碳能源系统平稳过渡的可能解决方案。PtG 电厂的容量系数在很大程度上取决于网络拓扑、RES 渗透率、PtG 电厂的数量及其规模。从测试案例来看,农村网络(其中最小容量系数约为 50%)的性能优于半城市网络(其中容量系数值介于 21% 和 60% 之间)。
| 稳定的能源供应 PtG 是确保可靠能源供应努力的重要组成部分。它通过利用现有天然气基础设施的理想长期存储容量来促进能源转型。使用 PtG 技术,可再生能源产生的电力首先通过电解转化为氢气。这可以在专有催化反应器中与二氧化碳结合产生甲烷,然后可以不受任何限制地输送到现有的天然气基础设施中。
(c) 不同 PTG/Cas9 载体诱导的编辑效率。(d) PTG/Cas9 系统在安留甜橙中诱导的表型。(ef) 安留甜橙定点突变的 Sanger 测序。与 WT(野生型)相比,CsPDS 的 DNA 序列中显示的是核苷酸突变。绿色序列代表 gRNA,蓝色表示 PAM 位点。删除的核苷酸以黑点表示。插入的核苷酸以红色表示。(g) 用作嫁接接穗的转基因株系。(h) 嫁接砧木的准备。(ij) 将 V 形接穗嫁接到准备好的甜橙上
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。
执行摘要:氢气和基于 H 2 的分散供热的作用 政策制定者、商界领袖和科学家认为,氢气是清洁能源转型成功的重要能源载体。最近的许多研究调查了氢气的应用领域,提出了广泛引入氢技术的各种路线图。近年来的能源政策辩论往往集中在如何使能源系统可持续,同时必须长期依赖太阳能和风能这两种主要的可再生能源。在这场讨论中,人们达成了广泛的共识,即只要技术上可行且方便,就应最大限度地直接使用电力。就建筑物供暖而言,现在很明显,热泵从环境中提取的热量是其消耗的电能的三倍,由于 PtG 的转换损耗大(能量经过多个步骤从电能转化为氢气,从氢气转化为甲烷,然后从甲烷转化为热能),因此比基于电转气 (PtG) 的合成燃料效率高得多 [3]。近年来进行的科学研究证实了热泵和 PtG 之间明显的效率差异。有关这一主题的最全面的研究题为“建筑行业效率:能源转型的关键组成部分”,由柏林智库 Agora Energiewende 发表 [4]。在这项研究中,我们评估了有关氢气供应、需求和基础设施的最新研究,并进行了我们自己的分析。在以下章节中,我们将介绍关于氢气在能源系统转型中的作用的研究结果,特别是在建筑领域。A. 氢气的一般作用:
PTG 内部的一些人在这项工作上留下了清晰的印记。克里斯·范温登和杰拉德·威尔斯在讨论中的投入以及他们对各种手稿的评论尤其有价值。我还要感谢 PTG 温室气候部门的直接同事。我特别感谢 Ad de Koning 和 Elly Nederhoff 的建设性批评。我要感谢 CABO 的 Pieter van de Sanden 对气孔传导测量的实施和数据处理做出的贡献。在进行许多观察的过程中,实习生和各种研究助理提供了很多合作,其中我想特别提到冈尼·伯格曼(Gonnie Bergman)。威廉·范·温登(Willem van Winden)做出了重大贡献,尽管论文的某些部分不断流动并且经常面临时间压力,他还是煞费苦心地根据英文文本和参考文献列表对整个论文进行了修改。博士。 AFRC Silsoe 研究所的 Bernard Bailey 进一步完善了英语语言。很明显,除了这些被点名的同事之外,还有许多其他人为这项研究的实施做出了贡献。在此,对 PTG 的统计学家、IT 专家、技术服务人员和花园工作人员表示感谢。本研究中使用的水果蔬菜被精美地描绘出来
任何 PtG 或 PtL(电转液)途径的共同步骤都是水电解,以提供后续燃料合成所需的 H 2。从技术角度来看,这是最重要的一步。24–26 最有效的技术是高温电解,利用固体氧化物电解池 (SOEC)。PtG 非常适合大规模应用,已由多个工业规模试验工厂证明。27–29 因此,通过 CH 4 进行储能具有三大优势:(i)它代表了最先进的技术,可以在短期内部署,(ii)可以采用新颖和成熟的发电厂技术将 CH 4 重新转化为电能(天然气发电;GtP),以及(iii)现有的天然气管网可用于其储存和分配,使其成为对能源转型过程以及工业和运输部门转型具有突出意义的能源载体。23,30
图1:可逆的电力到天然气系统的贡献边缘。该图说明了可逆PTG系统的三种替代操作模式,该模式出现了不同的电价。批发电价可能会因在某些小时内提供给电网的盈余能量而变为负。
图1。可逆的电力到天然气系统的贡献边缘。该图说明了用于不同电价的模块化或集成式PTG系统的三种替代操作模式。批发电价可能会因在某些小时内提供给电网的盈余能量而变为负。