摘要:脱碳在减少温室气体排放和建立零碳社会的未来能源系统中起着重要作用。氢被认为是一种有前途的节能源(能源载体),可以进行效率转换,存储和利用,从而为将来的应用带来广泛的可能性。此外,氢气和电力是相互转换的,为高能量弹性创造了高能源安全和广泛的经济机会。可以以各种形式存储,包括压缩气体,液体氢,氢化物,吸附氢和改革燃料。其中,液体氢具有优势,包括高重量和体积氢密度和氢纯度。但是,由于对长期存储期,长运输距离和经济表现的需求,液态氢正在引起人们的注意。本文回顾了液体氢,液化技术,储存和运输方法以及处理液体氢的特征。利用液体氢的主要挑战是其极低的温度和正向至氢氢转化。这两个特征导致氢液化,储存和运输的紧急发展。此外,必须定期更新处理液体氢气的安全标准,尤其是为了促进大规模和大规模的氢液化,储存和运输。
将氢(H 2)存储为能量载体,需要开发用于提高传统储存溶液的效率和安全性,例如压缩气体(350-700 bar)和低温液体(20-30 K)。[1]固态氢存储是开发的一种替代方法,可以通过金属 - 水流中的化学键或通过物理吸附(物理吸附)到达多孔材料表面的物理吸附(物理吸附),以达到涉及较低储存压力的技术储存密度。[2]在固态方法中,物理吸附显示了更快的动力学,用于充电和放电和完全可逆性。[3,4]使用吸附剂进行氢存储需要低温温度(冷冻吸附),通常在液氮的沸点周围,即77 K,以实现与高压或液态氢罐可比的实用重量和大量能力。[5–11]
全球能源消耗预计到2050年将上涨近50%。氢作为一种干净且多才多艺的能源载体,可以满足这一需求,也可以在能源和工业领域进行深层脱碳。到2050年,氢需求预计将增长六倍。澳大利亚与亚洲市场的邻近为领导新兴的氢出口行业带来了重要的机会。液体氢(LH₂)具有高能量密度,预计通过通过液化来减少氢气的量接近900倍,从而在供应链中发挥关键作用,从而促进有效的存储和运输。由于类似的低温(低温)过程,液态天然气(LNG)行业是液体氢(LH₂)生产的基准。作为LNG的领先生产商,澳大利亚具有通过利用现有知识,基础设施和供应链来开发类似LH₂部门的竞争优势。但是,当前的氢液化器缺乏实现快速增长和发展所需的效率和成本效益。
放眼全球碳中和趋势,三菱重工 (MHI) 的主打产品 GTCC 发电厂和蒸汽发电厂也迫切需要实现碳中和。在这样的环境下,高砂氢能园区正在我们开发和制造氢气涡轮机的高砂机械厂建设,这是世界上第一个从氢气生产到发电技术的综合验证设施。本报告介绍了其建设现状和即将介绍的氢气生产技术。此外,高砂氢能园区计划陆续扩建相关设施,目标是到 2025 年实现 30% 混燃大型燃气轮机产品和 100% 氢燃中小型燃气轮机产品的商业化。
与贷款计划办公室合作部署示例,并非详尽无遗。过去十年,有超过 190 家公司、109 所大学、16 个国家实验室参与;CRADA 是合作研究与开发协议
•可预测的,连续和创造性地解决另一个主要的环境问题•小尺寸分布式系统改善废物物流并提供清晰的废物转换为能源。•更清洁的焚化范围更清洁,解决垃圾填埋场转移授权
在地质构造中地下储存氢气可能是一种廉价且环保的中长期储存方式。氢气可以储存在地下的不同层中,例如含水层、多孔岩石和盐洞。22 需要指出的是,盐洞并不是自然存在的。相反,它们是地下盐层中的人工空腔,是在溶液开采过程中通过注水控制岩盐溶解而形成的。23 虽然地下氢储存类似于天然气储存,并且已在美国和英国的盐洞中得到证实,但地质结构的选择、工艺危害和经济性、法律和社会影响等挑战可能会阻碍其商业应用。Tarkowski 和 Uliasz-Misiak 之前的研究中已经充分记录了这些挑战。24 在另一项研究中,同一作者回顾了阻碍大规模利用地下氢储存的障碍。 25 二氧化碳排放许可成本增加和“绿色氢”成本下降等因素是大规模实施地下氢储存的关键考虑因素。天然氢已在世界各地发现,包括阿曼、新西兰、俄罗斯、菲律宾、日本、中国以及意大利和法国西阿尔卑斯山 10,26 – 28
目标和目标氢基础设施子程序的目标是加速研发中的创新,以实现商业化和大规模采用高效耐用的清洁氢技术,重点侧重于存储,传输,分配,分配,交付和分配氢,以用于各种交付途径和最终用途。氢基础设施子程序与氢生产子程序紧密合作,以推动部署清洁氢技术所需的研发。氢基础设施是指用于传输,分布,存储和分配氢的技术,从生产点到最终用途应用。氢基础设施子计划的RD&D主要集中于降低成本并提高当今最终用途的当前氢基础设施选项的可靠性。
氢能储能系统间歇运行时的热氢平衡成为影响风氢混合系统(W-HHS)性能的关键因素。本文设计了一种包含余热利用的氢能储能系统(HESS),并建立了考虑氢气和热储的双荷电状态(SOC)模型。此外,基于分布稳健方法,提出了一种W-HHS的优化调度方法,以降低电网中常规机组的运行成本,增加W-HHS的收益。将前文提出的热氢平衡双SOC模型作为本次协同调度的约束。利用实际风电场数据集在IEEE 30节点系统上验证了双SOC模型的有效性和效率。结果表明,氢-热双SOC模型能够充分反映热氢平衡对W-HHS运行的影响。协同调度方法在保证热氢平衡的前提下提高了W-HHS运行的可靠性。当同时满足氢平衡SOC和热平衡SOC约束时,风电场可用功率比理想情况低6~8%。参数分析表明,降低散热系数可以减小热平衡SOC约束对调度策略的影响,提高风电场出力。当散热系数小于1/1200时,热平衡SOC约束失效。