氢能储运技术现状及其在电力系统中的典型应用

氢能是21世纪最具发展潜力的能源之一,氢能的利用发展不仅可以解决可再生电力能源消纳和储存的问题,还可助力保障国家能源安全和推动碳中和目标的实现。由于氢特殊的物理性质,如密度小、能量密度大等,其安全高效的储运及应用技术是氢能产业大规模发展的关键。针对氢能储运关键技术现状在电力工业中的应用,介绍了氢能利用发展的背景及意义,整理并解读了我国氢储运及电力应用的相关政策,梳理并对比了现有主流氢能储运技术,其中包括高压气态储运、低温液态储运、有机液态储运、金属氢化物储运的原理及经济性分析,分析氢能的电力应用,包括氢燃料电池发电及氢燃气轮机发电技术。对我国氢能储运技术及氢能发电技术的安全高效发展提出了4条建议,为我国氢能产业布局及降低氢能全生命周期应用成本提供借鉴和参考。     

大规模电氢耦合系统:中欧大型能源企业的技术视角分析与展望EI北大核心CSCD

可再生氢作为一种低碳清洁的二次能源,在实现碳达峰、碳中和的能源转型进程中扮演重要角色。在回顾总结中欧可再生氢能行业发展近期政策导向的基础上,剖析中欧大型能源企业的氢能战略和技术布局异同,以及现阶段欧盟在电氢耦合领域的研究热点,为我国科学合理地构建大规模电氢耦合系统,稳步形成可再生氢能的高效多元应用生态提供科技创新思路。     

基于系统动力学的氢需求量中长期预测

“双碳”背景下氢能将在各种领域发挥巨大作用，开展氢需求中长期预测具有重要意义。基于系统动力学方法建立了省级氢需求中长期预测模型。首先将氢能需求分为工业、供热和交通3大领域，考虑各子系统内部因素的相互作用以及经济发展、政策支持等外部因素的影响，分析因果关系，构建系统预测方程；其次设定系统参数，采用最小二乘法方程回归得到方程常数，基于该省发展规划利用灰色模型设定表函数参数，并将模拟结果与历史数据进行对比，结果表明模型误差较小，适用于该省氢需求预测；最后利用所建立的系统动力学模型对该省的氢需求量进行了预测。     

“碳达峰、碳中和”目标下混氢天然气技术应用前景分析

氢能是我国实现“2030年前碳达峰,2060年前碳中和”的重要能源载体,基础设施发展动力不足是制约其大规模发展的重要因素。将氢气与天然气掺混形成混氢天然气(hydrogen enriched compressed natural gas,HCNG),并注入全国天然气管网,能够实现氢能的跨省区输运和利用,从而有效促进可再生能源的大规模消纳,助力“双碳”目标的早日实现。为此,该文全面探究混氢天然气技术在我国的应用前景。首先,从多角度评估氢能在我国碳减排进程中的发展潜力,并针对混氢天然气供应链的关键环节开展技术经济分析;随后,展望混氢天然气在我国能源系统的中长期发展路径;最后,阐述混氢天然气技术发展过程中一系列待研究的关键问题。     

面向统一能源系统的中长期氢负荷预测

未来能源社会中氢气将在电力、工业、供热、交通等领域发挥巨大作用,氢能将作为统一能源系统的关键要素,实现各能源相互转化.针对未来社会中氢能在工业、供热、交通等领域的需求,提出一种氢负荷预测的方法.获取工业领域的氢负荷样本数据,算出负荷数据的特征,采用支持向量机回归(SVR)算法,得到工业领域氢负荷预测模型;然后,以供热、...     

氢能经济发展现状及展望

氢能作为一种高效的清洁能源,其发展潜力巨大,越来越受到世界各国的重视。文章介绍了美国、欧洲、日本等国家不同类型的氢能经济发展现状,结合支撑氢能经济发展的关键技术问题,比较并分析了典型的制氢技术与氢利用技术。分析了我国氢能经济发展历程和现状,并对我国发展氢能源经济提出了建议。     

碳中和目标下制氢关键技术进展及发展前景综述

本文围绕制氢关键技术的研究进展进行综述,分析了氢能发展的背景,整理并解读了当前我国与氢能相关的政策,并调研了几项国内典型制氢项目。对氢能产业链中制氢环节应用现状及关键技术原理进行了梳理和对比,包括煤制氢、醇类制氢及电解水制氢技术的原理、电解槽结构及数学模型,并分析了由“灰氢”到“绿氢”转化的重要意义,为我国“绿氢”制取关键技术的发展提供借鉴和参考。     

氢能在我国未来能源系统中的角色定位及“再电气化”路径初探

在分析制氢、储氢及氢能发电等各环节技术特征及能源转化效率的基础上,结合我国能源禀赋、电力生产特点及发展趋势,分别基于煤炭和可再生能源作为一次能源的应用场景,综合分析了未来氢能的发展应用可行性。研究表明,氢能在我国未来能源和电力发展过程中难以起到支撑作用,“再电气化”是更为现实的技术路径。在此基础上,提出了在未来可再生能源大规模接入的情景下,我国能源电力的发展思路以及“再电气化”需要研究解决的重点课题。     

“双碳”目标下氢能发展体系构建和产业创新布局展望

针对绿色氢能发展体系构建和产业创新布局进行了综述性研究分析。首先围绕氢能的由来、优势和主要用途来介绍氢能在达成双碳目标国家战略中的关键作用。以重庆为研究对象，从重庆自然资源禀赋出发，研究重庆构建双碳目标时氢能的作用。在宏观政策层面，围绕商业驱动力、配套政策法规、技术研发详述当前的氢能应用障碍。在技术细节层面，归纳几种主要的制氢路线，发现质子膜交换法更具灵活、高效率特性，发展前景较好。随后对氢能存储、运输及应用的几种方式进行讨论和对比分析，发现管道存储和运输更具远距离大容量、安全高效优势，具备良好的发展前景。最后结合重庆“山城”特色，针对不同地理条件进行氢能供应链建设分析，并提出了“港区富集新能源建设-船舶水运氢能”和“山区因地制宜建设氢站-风光氢打捆上网”的两种重庆特色氢能发展路径，最后对重庆制氢成本进行算例分析。本文对于重庆开拓制氢储能产业链和氢电耦合运营模式具有良好的指导作用和参考价值。     

氢能在我国未来能源系统中的角色定位及“再电气化”路径初探

在分析制氢、储氢及氢能发电等各环节技术特征及能源转化效率的基础上,结合我国能源禀赋、电力生产特点及发展趋势,分别基于煤炭和可再生能源作为一次能源的应用场景,综合分析了未来氢能的发展应用可行性。研究表明,氢能在我国未来能源和电力发展过程中难以起到支撑作用,“再电气化”是更为现实的技术路径。在此基础上,提出了在未来可再生能源大规模接入的情景下,我国能源电力的发展思路以及“再电气化”需要研究解决的重点课题。