发动机性能柴油发动机 — 7 升及以上基于 SAE J1995,进气标准条件为 99 kPa(29.31 in Hg)干气压和 25ºC(77ºF)温度。使用标准燃料测量性能,燃料比重为 35º API,低热值为 42 780 kJ/kg(18,390 btu/lb),温度为 29ºC(84.2ºF),密度为 838.9 g/L。
三菱重工环境化学工程有限公司 (MHIEC) 开发了 MaiDAS ®,这是用于废物转化能源 (WtE) 工厂的下一代基于 AI 的远程监控和运营支持系统。该系统可实现先进的自动化操作,同时保持工厂运行重要设备的正常运转,并优化蒸发量和废气浓度输出,同时消除与个别操作员相关的可变因素的影响。使用该系统可以实时预测低热值 (LHV)、废物进料量和燃烧条件等值。由系统控制的先进自动化操作可以大大减少人工干预。主蒸汽流量的稳定性也得到了确认。与该系统一起,已经开发的废物坑混合和进料支持系统的改进被认为可以实现稳定运行和降低成本,同时最大限度地提高 WtE 工厂的可持续性。
分散式可再生电气化 法国电力 能源管理系统 世界银行能源行业管理援助计划 能源技术数据交换 欧洲风电 柴油机软件包 全球环境基金 图形用户界面 隔离栅双极晶体管 国际能源署 国际电工委员会 综合混合可再生能源 综合可再生能源系统 内部收益率 平准化年成本 低热值 平准化生产成本 负荷损失预期 负荷损失分数 负荷损失概率 长期边际成本 净现值 公开可用规范原型 碳基金 光伏运行和维护 Quattro Pro for Windows 购电协议 偏远地区供电系统 可再生能源股本回报率 太阳能家庭系统 服务质量指数 短期边际成本 联合国开发计划署 能源价值 世界银行 风能-柴油机 风能转换系统 世界气象组织 风力发电机
BOL 开始使用(参考燃料电池) CAPEX 资本支出 CH3OH 甲醇 CBG 压缩沼气 CNG 压缩天然气 CO 一氧化碳 CO2 二氧化碳 CO2-eq 二氧化碳当量 DF 双燃料 DWT 载重量吨位 ECA 排放控制区 e-fuel 电燃料 EU 欧盟 EV 电动汽车 FAME 脂肪酸甲酯(=生物柴油) FC 燃料电池 FCV 燃料电池汽车 FEED 前端工程设计 FT 燃料 费托燃料 GHG 温室气体 H2 氢气 HCl 氯化氢 HF 氟化氢 HHV 高热值 HVO 氢化植物油(=可再生柴油) ICE 内燃机 IMO 国际海事组织 IRR 内部收益率 LBG 液化生物甲烷 LBSI 稀薄燃烧火花点火(发动机) ICE 内燃机 LH2 液化氢 LCA 生命周期分析 LHV 低热值 LNG 液化天然气天然气 LPG 液化石油气 NOx 氮氧化物 OPEX 运营支出 PEM 聚合物电解质膜 PM 颗粒物 PV 光伏 RED 可再生能源指令 RORO 滚装船 ROPAX 滚装船和客船 SNG 合成天然气
摘要:电转气 (PtG) 是一种新兴技术,可以克服间歇性可再生能源 (IRES) 日益广泛使用带来的问题。通过水电解,电网中的剩余电力被转化为氢气或合成天然气 (SNG),可直接注入天然气网络进行长期储能。电转合成天然气 (PtSNG) 工厂的核心单元是电解器和甲烷化反应器,可再生电解氢在其中通过添加二氧化碳转化为合成天然气。PtSNG 工厂的一个技术问题是电解装置和甲烷化装置的动态不同。使用氢气存储系统可以帮助解耦这两个子系统并管理甲烷化装置,以确保长时间运行并减少停机次数。本文的目的是评估 PtSNG 概念在存储间歇性可再生能源方面的储能潜力和技术可行性。因此,通过改变输送到工厂的可再生电能与基于 12 MW 风电场的可再生能源 (RES) 设施产生的总电能之间的比率,定义并研究了不同规模的工厂(1、3 和 6 MW)。通过开发热化学和电化学模型以及动态模型进行分析。第一个模型可以预测工厂在稳定状态下的性能。第二个模型可以通过实施存储单元的控制策略来预测工厂的年度性能和运行时间。年度总效率在 42–44% 低热值(LHV 基础)范围内。工厂负荷率,即生产的 SNG 的年度化学能与工厂容量之间的比率,对于 1、3 和 6 MW PtSNG 规模分别为 60.0%、46.5% 和 35.4%。
AE 碱性电解 ATR 自热重整 BAT 最佳可用技术 BESS 电池储能系统 BF 高炉 BFG 高炉煤气 BOP 电厂平衡 BOF 转炉 CAPEX 资本支出 CBAM 碳边境调整机制 CCS 碳捕获与封存 CCU 碳捕获与利用 CDA 碳直接避免 COG 焦炉煤气 CS 粗钢 DRI 直接还原铁 DRP 直接还原工艺 DSR 需求侧响应 EAF 电弧炉 EHB 欧洲氢能主干 ETS 排放交易体系 EU 欧盟 EUA 欧盟配额 FF55 Fit For 55 立法方案 FID 最终投资决定 GHG 温室气体 GO 原产地保证 HBI 热压铁 HHV 高热值 ICE 内燃机 IED 工业能源指令 IEA 国际能源署 ISP 综合钢厂 LCOE 平准化电力成本 LCOH 平准化氢气成本 LHV 低热值 LOHC 液态有机氢载体 MS 成员国 OPEX 运营费用 PEM 质子交换膜 PV 光伏PI 过程集成 RE 可再生能源 RED II 修订版可再生能源指令(指令 2009/28/EC) RED III 拟议的 RED II 修订版,包含在 FF55 方案中 RES 可再生能源 RFCS 煤炭和钢铁研究基金 SMR 蒸汽甲烷重整 tpa 吨/年 tpd 吨/天 TSO 输电系统运营商
摘要 :以经济可行且环境友好的方式满足机构和组织的能源需求的挑战正变得越来越复杂,尤其是在尼日利亚这样的发展中国家。这项工作提出了一种有弹性的混合可再生能源系统,以供应尼日利亚阿布贾大学主校区的电力需求,估计为 900 kW,消耗率为 6300 kWh/天。HOMER 软件被用作建模工具,进行模拟、优化和敏感性分析,以探索利用阿布贾(MSW)与乌耶河的微型水力发电潜力和太阳能光伏资源混合以满足校园负荷需求的可行性。混合工厂具有以下组件规格:水力资源标称流量为 14.5 m3/s;最大水头为 10 m,潜在容量为 885 kW;MSW 工厂的规格确定为 500 kW 容量,废物处理量为 2.3 吨/天;太阳能光伏组件容量为 500 kW,城市固体废物的低热值为 15.84 MJ/kg。2 MW 混合电厂的总安装成本确定为 54.4 亿奈拉(722.5 万美元),年发电量计算为 799,000 kWh/年。模拟系统的净现值成本为 93.7 亿奈拉(12,486,120 美元),相应的 LCOE 为 55.2 奈拉/kWh(0.0736 美元/kWh)。碳排放量估计为每天 7.33 克,接近净零排放,表明所利用的可再生能源对环境友好。使用项目寿命、通货膨胀率、太阳辐照度、MSW 的低位热值 (LHV)、容量短缺和乌耶河的年平均体积流量对系统进行的敏感性分析表明,净现值成本随着工厂寿命的增加而增加,而能源的平准化成本随着寿命的增加而降低,从工厂寿命 25 年时的 ₦55.02/kWh 降低到 30 年时的 ₦43.73/kWh。
预计未来 20 到 30 年,德国的氢气需求将大幅上升。根据不同情景,预计 2045 年的氢气能源需求在 50 至 430 TWh(低热值 [LHV])之间。[1 – 3] 虽然部分氢气需求可以在当地满足,但仍需要进口氢气。对于较长的运输距离,例如从北美或南美进口氢气,管道运输并不可行。因此,未来通过船舶运输氢气将至关重要。除了液化氢气外,还有其他船运氢气选择。为此,氢气可以转化为其他化学能量载体,称为 H2 衍生物。本研究讨论了以下氢气运输选项:液态氢 (LH2)、液态甲烷 (Green LNG)、氨 (NH3)、液态有机氢载体 (LOHC) 和甲醇 (MeOH)。如图 1 所示,可以使用若干标准从技术上评估进口方案。提到的技术评估标准包括:进口方案流程链中各个步骤的技术准备情况、航运基础设施、体积能量密度以及能源载体的处理。这个清单绝不是完整的,可以进一步扩展。第一步,本研究侧重于能量利用率,即将氢气或其衍生物运输到进口国需要多少能量。图 2 概述了本研究涵盖的内容。虽然可以转换回氢气并且对于每种运输方案都予以考虑,但一些 H2 衍生物也可以直接在进口国使用。因此,对于绿色液化天然气、氨和甲醇,除了转换回氢气外,还考虑直接利用。大多数研究都集中于单一能源载体或其相关的进口成本。国际可再生能源机构 (IRENA) 2022 评估了 NH3、LH2 和 LOHC 的氢气进口; [4] Staiß 等人(2022 年)比较了 LH 2 、NH 3 、MeOH 和费托产品的进口选择。[5] 虽然 Hank 等人(2020 年)也考虑了与本文相同的能源载体(LH 2 、LOHC、CH 4 、MeOH 和 NH 3 ),但对于 H 2 衍生物 CH 4 、MeOH 和 NH 3 ,进口过程中没有再转化(裂解或重整)
注释 [1] 标准化学式代表理想燃料。某些表值以范围表示,以代表现场遇到的典型燃料变化。 [2] GGE 表值反映了常见汽油基线参考(E0、E10 和吲哚认证燃料)的 Btu 范围。 [3] 必须考虑用于给车辆加油的仪表或分配设备的类型。对于使用科里奥利流量计分配 CNG 的快速加气站,这些流量计测量燃料质量并根据 GGE 报告分配的燃料,应使用磅/GGE 因子。对于按时加气站或使用以立方英尺为单位测量/记录的传统住宅和商业燃气表的其他应用,应使用 CF/GGE 因子。 [4] 请参阅压缩天然气汽油和柴油加仑当量方法,网址为 http://afdc.energy.gov/fuels/equivalency_methodology.html。 [5] E85 是一种高浓度汽油-乙醇混合物,乙醇含量为 51% 至 83%,具体比例取决于地理位置和季节。在寒冷气候下,冬季的乙醇含量较低,以确保车辆能够启动。根据成分,E85 的低热值从 83,950 到 95,450 Btu/加仑不等。[6] 锂离子电池密度为 400 Wh/l,摘自 Linden 和 Reddy 的《电池手册》,第 3 版,麦格劳-希尔出版社,纽约,2002 年。[7] 用于运输时,锂离子能量密度增加了 3.4 倍,以解释电动汽车传动系统相对于内燃机的效率提高。资料来源 (a) NIST 手册 44 – 质量流量计附录 E https://www.nist.gov/file/323701 (b) 第 78 届全国度量衡大会报告,1993 年,NIST 特别出版物 854,第 322-326 页。https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/Legacy/SP/nistspecialpublication854.pdf (c) 交通运输中的温室气体、管制排放和能源使用 (GREET) 模型。2023 年。输入燃料规格。阿贡国家实验室。伊利诺伊州芝加哥。 https://greet.es.anl.gov/ (d) R. McCormick 和 K. Moriarty,《生物柴油处理和使用指南 - 第六版》,美国国家可再生能源实验室 (NREL),2023 年。https://afdc.energy.gov/files/u/publication/biodiesel_handling_use_guide.pdf (e) 美国石油协会 (API),《醇和醚》,出版物编号 4261,第 3 版。(华盛顿特区,2001 年 6 月),表 2。 (f) 《石油产品调查:车用汽油》,1986 年夏季,1986/1987 年冬季。国家石油和能源研究所。 (g) 美国石油协会 (API),《醇和醚》,出版物编号 4261,第 3 版。(华盛顿特区,2001 年 6 月),表 B-1。 (h) K. Owen 和 T. Coley。1995 年。《汽车燃料参考书:第二版》。美国汽车工程师协会。宾夕法尼亚州沃伦代尔。https://www.osti.gov/biblio/160564-automotive-fuels-reference- book-second-edition (i) J. Heywood。1988 年。《内燃机基础知识》。麦格劳-希尔公司。纽约。(j) 甲醇研究所。纯甲醇的物理性质。访问于 2024 年 3 月 14 日,网址为 https://www.methanol.org/wp-content/uploads/2016/06/Physical-Properties-of-Pure-Methanol.pdf (k) Foss, Michelle。2012 年。液化天然气安全与保障。经济地质局、杰克逊地球科学学院。德克萨斯大学奥斯汀分校。 (l) 能源信息管理局。“能源使用解释:运输能源使用。” https://www.eia.gov/energyexplained/use-of-energy/transportation.php (m) J. Sheehan、V. Camobreco、J. Duffield、M. Graboski 和 H. Shapouri。1998 年。生物柴油和石油柴油生命周期概述。NREL 和美国能源部 (DOE)。NREL/TP-580-24772。 https://www.nrel.gov/docs/legosti/fy98/24772.pdf (n) M. Wang。2005 年。燃料乙醇对能源和温室气体排放的影响。向 NGCA 可再生燃料论坛发表的演讲。阿贡国家实验室。伊利诺伊州芝加哥。https://www.researchgate.net/publication/228787542_Energy_and_greenhouse_gas_emissions_impacts_of_fuel_ethanol