氢气是实现难以减排的行业(如长途货运和航运、航空、海事、化肥行业、钢铁制造业等)脱碳的最有前景的选择之一,并且还可以在供热和发电中发挥作用。通过重新利用部分现有天然气基础设施,可以促进氢气的出现。
摘要 可再生能源在发电方面的应用仍在不断进步,其中最重要的是聚光太阳能,它在过去几年的发电中发挥了突出的作用。然而,关注经济方面仍然对确保这些项目的实施很重要,因为许多国家关注的是投资项目的必要成本和这些现代技术产生的电力成本。在本研究中,我们将对两种技术系统中聚光太阳能发电进行调查和经济分析:斯特林碟式发电和电力塔,并使用一种先进的电力存储系统,即氢气的生产和储存。我们将计算平准化电力成本 (LCOE),以了解该混合系统中生产和储存电力的总电力成本,该成本与投资成本 I t、运营和维护成本 (O&M)、利息价格和发电量有关。该系统在成本方面显示出了以低价生产电力的可能性,因为这种混合系统生产的电力成本在0.112至0.172美元/千瓦时之间,这是一个具有竞争力的成本,确保了除了以可持续和环保的方式生产电力之外,应用和投资的可能性。
摘要:风光互补发电制氢是解决风电和太阳能发电随机性强、波动性大的重要手段。本文将永磁直驱风力发电机组、光伏发电单元、电池组、电解槽组装在交流母线内,建立了风光储氢耦合发电系统数学模型及PSCAD/EMTDC中的仿真模型,设计了能量协调控制策略。经过仿真,提出的控制策略能有效降低风电和太阳能发电的弃风率,平抑风电和太阳能发电的波动,验证了建立的模型的正确性和控制策略的有效性和可行性。
❖ 所有案例均基于氢气储存 • 案例 0 中氢气盐丘储存洞穴在 150 bar (2,176 psi) 下充电 • 案例 0A 中氢气地上储存在 150 bar (2,176 psi) 下充电 • 案例 1 中氢气地上储存在 500 bar (7,252 psi) 下充电 • 案例 0B 是基于案例 0 的经济方案,没有电解器
氢气 (H 2 ) 有可能成为低碳经济中替代碳氢化合物的清洁燃料替代品,而 H 2 储存是新兴 H 2 价值链的关键组成部分。然而,将 H 2 用于大容量电力管理和其他工业应用将需要大幅扩大地质储存的规模。虽然地质 H 2 储存可以在盐层内的多孔介质和盐穴中进行,但盐穴因其大储存容量、密封完整性和灵活的操作以及较大的注入和提取速率而被认为是地下 H 2 储存的最佳选择。这项研究收集了位于美国墨西哥湾盆地陆上和近海地区的 569 个盐丘的综合数据库。这项工作通过选择没有预先存在的洞穴并且深度范围适合盐穴建设的陆上盐丘来筛选数据库。因此,我们选择并分析了德克萨斯州、路易斯安那州和密西西比州 98 个适合储存 H 2 的陆上盐丘。我们针对三种情形进行了 H 2 存储容量计算:低情况、基准情况和高情况。对于基准情形,我们估计这些盐丘总共可容纳 2550 个洞穴,总工作气体潜力为 130 Gsm 3 ,相当于总能量存储潜力为 368 TWh。根据我们的基础情形,美国天然气消耗量 10% 的替代需要 28 Gsm 3 的 H 2 存储容量。这个数字意味着需要建造或重新利用超过 556 个盐丘,每个盐丘的几何体积为 0.75 Mm 3 。这是此类研究中的首例,按州、县和德克萨斯州、路易斯安那州和密西西比州的单个盐丘细分了 H 2 存储潜力。本研究的结果为评估美国盐丘的 H 2 储存潜力提供了宝贵的信息,有助于制定未来 H 2 基础设施的开发战略。最后,我们为读者提供了一张显示本研究结果的交互式地图。
本报告由巴特尔研究所编写,记录了美国能源协会 (USEA) 与美国能源部 (DOE) 合作开展的工作。美国政府及其任何机构、其任何雇员、巴特尔研究所和其他共同赞助者均不对所披露的任何信息、设备、产品或流程的准确性、完整性或实用性做任何明示或暗示的保证,也不承担任何责任或义务,也不表示其使用不会侵犯私有权利。本文中对任何特定商业产品、流程或服务的商品名、商标、制造商或其他方面的引用并不一定构成或暗示美国政府或其任何机构对其的认可、推荐或支持。本文中表达的作者的观点和意见不一定代表或反映美国政府或其任何机构的观点和意见。
图 4. (a) 孤立 K 原子的 s 轨道 (b) BPS + K 结构的 Ks 轨道 (c) 孤立 Ca 原子的 s 轨道 (d) BPS + Ca 结构的 Ca-s 轨道的分态密度。费米能级设定为 0 eV。
开发用于储能应用的材料是我们这一代面临的主要问题之一。储能对于减少碳排放和扩大可再生能源的使用是必不可少的。近年来,可再生能源的生产在全球范围内有所增加。因此需要可持续的储能方案。氢被认为是创造能源的最佳能源载体或能源部门,因为它易于获取、清洁且几乎不排放污染物。它是元素周期表中最轻的元素,也是能够储存化学能量的最佳燃料。气态和液态氢都可以保存。储存氢气有一些困难。氢气储存通常需要高压罐。液态氢储存需要低温(极低温度)。
摘要:本文在充电站基础上设计了光储氢一体化充电站,储能系统包括氢能储能用于制氢,充电站可同时为电动汽车和氢能汽车提供服务。为提高混合充电站独立供能能力、降低成本,对各部件进行合理配置。以一体化充电站配置成本和购电与充电站需求比例最小为目标,设计了一体化充电站能量流策略,构建了光储容量最优配置模型。采用NSGA-II算法寻优非劣Pareto解集,并采用模糊综合评判对最优配置进行评价。
钛基储氢合金具有较高的吸氢能力、较低的放氢温度以及丰富的资源,是最常见的固态储氢材料之一。本文主要介绍了钛基储氢合金的几种不同制备方法对储氢性能的影响,包括传统制备方法(冶炼、快淬和机械合金化)和新方法(冷轧、等通道转角压制和高压扭转)。对上述制备工艺对应的钛基合金的组织分析和储氢性能进行了较为深入的总结。研究发现,通过强塑性变形(SPD)引入少量的位错、晶界、亚晶界和裂纹等晶格缺陷,有利于改善合金的吸/放氢动力学特性,但SPD可能引起合金成分不均匀和残余应力增加,不利于储氢能力的提高。未来有望将掺杂、改性等新方法、新技术应用于钛基储氢合金,以期在实际应用方面取得突破。