低碳氢的生产、运输、储存和交付有许多潜在的供应链路径,而市场上尚未确定氢供应链的最佳前进路径。目前生产的大多数氢不符合低碳标准,因为它们是通过天然气蒸汽甲烷重整 (SMR) 生产的。使用可再生电力的电解和带有碳捕获和储存 (CCS) 的 SMR 是生产低碳氢最具商业可行性的技术。到 2030 年代中期,可再生能源生产的氢的成本可能与带有 CCS 的 SMR 生产的氢的成本持平,尽管确切的时间取决于电解槽成本和假设的可再生电力价格表现轨迹。如果要大规模部署氢,通过管道和大型中央存储枢纽输送氢,可能利用科罗拉多州现有的天然气存储设施,这可能是最具成本效益的运输和储存机会。
Veronika Lenivova 最近在勃兰登堡工业大学科特布斯-森夫滕贝格分校完成了她的硕士论文,论文共同指导老师是 OIES 的 Tatiana Mitrova 和 Martin Lambert。目前,她是弗劳恩霍夫能源基础设施和地热能研究所 (IEG) 的研究员。在完成硕士论文之后,她为 OIES 撰写了这是她的第一篇论文,探讨了将低碳和可再生氢 (H 2 ) 进口到德国等主要欧洲市场的潜在途径。特别是,她对欧洲氢能协会 (Hydrogen Europe) 提出的声明的可靠性进行了评估,随后欧盟委员会在其氢能战略中采纳了这些声明,即到 2030 年,摩洛哥和乌克兰等国家将有 40GW 的电解槽容量为欧洲提供氢气进口。
Veronika Lenivova 最近在勃兰登堡工业大学科特布斯-森夫滕贝格分校完成了她的硕士论文,论文共同指导老师是 OIES 的 Tatiana Mitrova 和 Martin Lambert。目前,她是弗劳恩霍夫能源基础设施和地热能研究所 (IEG) 的研究员。在完成硕士论文之后,她为 OIES 撰写了这是她的第一篇论文,探讨了将低碳和可再生氢 (H 2 ) 进口到德国等主要欧洲市场的潜在途径。特别是,她对欧洲氢能协会 (Hydrogen Europe) 提出的声明的可靠性进行了评估,随后欧盟委员会在其氢能战略中采纳了这些声明,即到 2030 年,摩洛哥和乌克兰等国家将有 40GW 的电解槽容量为欧洲提供氢气进口。
电沉积是制备合金的重要方法之一。利用电沉积合成合金的方法引起了广泛关注,因为它能够在室温下在金属基材上制备合金薄膜。到目前为止,含有六价铬(Cr 6 +)离子的电解槽已用于金属铬的电沉积。然而,众所周知,Cr 6 + 离子会引起有害的环境污染[4,5]。在欧盟,WEEE/RoHS(废弃电子电气设备/限制在电子电气设备中使用某些有害物质)指令限制使用Cr 6 + 离子[6]。因此,作为一种替代工艺,许多研究人员提出了从含三价铬(Cr 3 +)离子的电解槽中电沉积金属铬合金(例如 Co e Cr 和 Ni e Cr 合金 [7]、Fe e Cr 合金 [8] 和 Fe e Cr e Ni 合金 [9])。然而,众所周知,电沉积的电流效率受到很大限制,因为 Cr/Cr 3 + 的标准电极电位为 0.937 V(vs. Ag/AgCl/饱和 KCl),远不如铁族金属(例如 Ni/Ni 2 +、Co/Co 2 + 和 Fe/Fe 2 +)的电位高 [10]。在从水溶液中电沉积次贵金属的过程中,随着电流密度的增加,阴极附近的pH值升高[11]。pH值升高的原因是高电流密度下氢气析出速率高,导致阴极附近的H+离子消耗速率高。因此,在简单的水溶液中,Cr3+离子在高电流密度下会与阴极附近的六个水分子形成复合物[Cr(H2O)6]3+。具体而言,这些[Cr(H2O)6]3+离子会在酸性pH区(pH > 4.5)通过羟桥反应形成羟基桥接胶体聚合物[12,13]。阴极附近的这种胶体聚合物会抑制金属铬的电沉积。因此,通常在水溶液中加入甘氨酸、尿素或 N,N-二甲基甲酰胺 (DMF) 等络合剂来抑制 [Cr(H 2 O) 6 ] 3 + 离子的形成。在这些络合剂中,DMF 是众所周知的在金属电沉积过程中减少氢析出的有效络合剂 [14]。之前有几种
巴勒莫大学工程系 - 意大利巴勒莫摘要 — 氢气是一种零排放燃料,如果由可再生能源生产(即所谓的绿色氢气),则可以为多个行业的脱碳做出重大贡献。阻碍其部署的主要缺点是成本高,以及出于安全和效率原因与整个供应链相关的关键运营问题。需要激励措施和认证计划来支持绿色氢气。在本文中,为了确定绿色氢气供应链及其相关成本,研究了一个具有电力和氢气需求的能源中心,比较了通过卡车集中生产和分配绿色氢气与安装由可再生能源发电、电力存储系统和电解槽组成的现场绿色氢气生产厂。该问题在 MATLAB 环境中被建模为 MILP 优化并得到解决。此外,还进行了成本敏感性分析,结果表明,即使氢气的卡车运输成本设定为 0 欧元/公斤,安装现场电解器来生产所需的氢气仍然更具成本效益。
氢气价格 E3 使用太阳能发电量(根据上述可再生能源和电池存储成本,混合亚利桑那州和犹他州)、碱性电解槽制氢(根据加州能源委员会出版物 CEC-500-2019-055 中的乐观和保守成本下降)、氢气存储(使用能源部项目 ST-001 中的成本)和氢气运输(混合亚利桑那州和犹他州的运输成本,使用阿贡的氢气交付情景分析模型 (HDSAM) 工具)开发的绿色氢气预测。通货膨胀削减法案中的 3 美元/千克氢气生产税收抵免适用于 85% 的货币化。天然气价格美国能源信息署 (EIA) 2021 年 AEO“参考”案例,基于 SRP 的天然气供应进行区域划分水力可用性在当前干旱条件下,水力容量和能源可用性保持相对稳定。市场支持由于近期产能限制,采取行动以收缩最大市场容量至 2032 年;之后 525 兆瓦的市场潜力可用。沙漠繁荣
在政府财政支持和监管的支持下,全球转向脱碳,这为这一势头提供了支持。例如,占世界 GDP 一半以上的 75 个国家制定了净零碳排放目标,超过 30 个国家制定了氢能专项战略。各国政府已承诺投入 700 多亿美元,并制定了新的产能目标和行业监管来支持这些氢能计划。例如,欧盟宣布了 2030 年 40 吉瓦 (GW) 电解槽容量目标(高于目前的不到 0.1 GW),超过 20 个国家已宣布在 2035 年前禁止销售内燃机 (ICE) 汽车。在美国,联邦新车排放标准落后于欧盟,加利福尼亚州和其他 15 个州的州级举措已设定了雄心勃勃的目标,不仅要到 2035 年将乘用车而且要将卡车转变为零排放状态。在中国,2021-24 年燃料电池支持计划将在燃料电池汽车部署上投入相当于 50 亿美元的资金,重点是发展本地供应链。
例如,深度技术和数字技术应包括微电子技术、高性能计算、量子技术(即计算、通信和传感技术)、云计算、边缘计算、人工智能、网络安全技术、机器人技术、5G和先进连通性和虚拟现实,包括与国防和航空航天应用发展相关的深度和数字技术行动。清洁技术应包括可再生能源;电力和热力储存;热泵;电网;非生物来源的可再生燃料;可持续替代燃料;电解槽和燃料电池;碳捕获、利用和储存;能源效率;氢能及其相关基础设施;智能能源解决方案;对可持续发展至关重要的技术,如水净化和海水淡化;先进材料,如纳米材料、复合材料和未来清洁建筑材料,以及可持续提取和加工关键原材料的技术。生物技术应考虑包括生物分子及其应用、对健康安全至关重要的制药和医疗技术、作物生物技术和工业生物技术(如废物处理和生物制造)。委员会可以发布指导意见,进一步明确
年。然而,可再生能源系统存在大量弃电问题。本文设计了两种不同的混合可再生能源系统 (HRES) 来满足长春一座大型办公楼的电力需求。还对两种策略进行了比较分析,以找出拟议 HRES 的最佳容量。第一个 HRES 包括太阳能光伏、风力涡轮机、电池储能系统 (PV-WT-BATT) 和 5,000 kWh/d 的负载需求。第二个 HRES 包括太阳能光伏、风力涡轮机、电池储能系统、电解槽、氢气罐 (PV-WT-BATT-EL-HT) 和 5,000 kWh/d 的负载需求。这两个 HRES 针对净现值成本 (NPC)、平准化能源成本 (COE)、运营成本和过剩电力最小化率进行了优化。使用 HOMER Pro 软件平台对两个 HRES 进行技术经济分析。该研究为确定最佳组件容量提供了完整的指导,以确保对两种 HRES 的优化性能进行成本估算。
WECC,以及它们如何不符合第 45V 条关于可交付性的规定。第 45V 条规则可能会导致当前开发新可再生资源的计划无法为 WECC 中的某些公用事业提供氢气生产负荷。我们提出了一种替代机制,以确保可再生能源发电可用于氢气生产负荷,并利用与 WECC 中的区域批发市场相一致的功能合适且完善的区域。这将包括西部能源不平衡市场 (WEIM) 和西部能源不平衡服务 (WEIS)。这类似于财政部提议的可交付性区域下东部互联网络中大部分区域允许的处理方式。我们进一步建议,不位于与电解器同一区域批发市场的增量可再生资源可以通过确保从可再生能源位置到与电解器位于同一区域批发市场的 BAA 内的交付点的稳固输电权来满足可交付性要求。可交付区域要求可以通过每小时排放影响测试(下面将详细讨论)进行补充,以确保电解槽所有者有动力将可再生资源定位在与氢气生产负荷造成的排放产生相称的排放影响的地方。