风光互补发电耦合氢储能系统研究综述

基于风光互补发电、电解水制氢、储氢、氢燃料电池等技术的风光互补发电耦合氢储能系统,以氢能为能源载体,是实现可再生能源-氢能-电能规模化应用的重要途径.介绍了风光互补发电、电解水制氢、储氢和氢燃料电池等关键技术的发展现状,对风光互补发电耦合氢储能系统中的离网型、并网型系统和容量配置优化等研究热点进行了分析,为风光互补发电...     

质子交换膜燃料电池

燃料电池是利用电化学反应原理,以氢或富氢物质为燃料,高效率、无污染排放的发电装置。由于对环境保护的要求越来越多,加之地球所储化石能源的日渐枯竭,人类迫切需要寻求资源丰富、洁净、高效的新的能源。经过长期坚苦卓绝的努力,人们终于找到了氢能,而燃料电池,则是使用氢能最佳的工具。随着科学技术的不断进步,燃料电池呼之欲出,商业化运用近在咫尺。 受编者之邀,以此文向《电器工业》杂志的读者朋友介绍一下我所认识的燃料电池。     

新闻

我国首座加氢站于年底建成全国第一座加氢站有望年底前在北京市海淀区永丰高新技术产业基地建成,该加氢站将为我国自主研发的新型氢能源燃料电池客车提供能源。记者获悉,以氢为燃料的电动汽车2005年底将进行载客试运行。科技部“十五”氢能项目和863电动汽车重大专项研究成果—氢能燃料电池客车亮相中国科技馆。据介绍,这种电动汽车以氢能源为燃料,排放物为水,真正实现了零污染,而且噪音非常小,时速为70公里。据悉,2005年年底我国研发的3辆氢能源燃料电池客车将投入公交384路“永丰站—人民大学”线路中示范运行,到2008年,大概有8到10辆氢能…     

计及光伏出力不确定性的氢能综合能源系统经济运行策略

针对分布式光伏出力的不确定性特征对系统运行经济性的影响,提出了一种计及光伏出力不确定性的氢能综合能源系统经济运行策略.首先,搭建氢燃料电池的热电输出控制模型和氢能综合能源系统的热力系统模型;然后,在光伏出力预测数据的基础上,通过分析光照强度变化的不确定性以修正光伏出力预测曲线;最后,以最小化系统日运行成本为目标函数,建立包含光伏、氢燃料电池、热电联产机组的氢能综合能源系统的运行优化模型.算例分析结果表明,考虑光伏出力不确定性对氢燃料电池输出的影响,可使系统设备的出力更加合理,对降低运行成本、提高氢能综合能源系统的运行可靠性具有积极作用.     

国外科技信息

▲　氢将是新世纪的主要能源　２１世纪的动力工业将是氢能，预计２１世纪初动力工业中氢将步入实际运行。这是由于氢的效率高、能量密度大、无污染，可以真正做到零排放，作为发电和电动交通工具将有很大的吸引力。氢能用于电力工业，将使电力工业发生革命性的变化，将促进分散性电源急剧发展。氢燃料电池发电站热效率高（可达６２％以上，是一切发电设备中效率最高的一种），起动快（７～８ｓ就可以达到全负荷）。可以冷起动、无噪音、无污染、无磨损、寿命长、成本低、占地少（可以安装在高层大厦地下室内），这种分散式电源可以节约输配…     

燃料电池汽车新贵

正化石燃料的燃烧已经引起了全球气候变暖日益加速,世界很多城市的空气质量在下降,与依赖石油进口相关的地理政治不稳定日益加剧。这三大问题的亟待解决促使各国的能源政策转向氢能源。氢能将是本世纪汽车最理想的能源,也是人类长远的战略能源。氢能源以它特有的清洁环保概念,为我们描述了一个可持续发展的美好前景,其中氢燃料的制取、存储以及相关专用燃料电池将成为未来氢能源发展的重点。燃料电池汽     

煤气化制氢及氢能发电试验系统

氢能是一种高效洁净、理想的、极有前途的二次能源。“绿色煤电”计划将建立2MW的氢能试验系统,进行煤气变换制氢、氢能发电、CO_2利用的试验研究。介绍2MW氢能发电试验系统的设计方案:煤气化工艺采用西安热工院的两段式干煤粉加压气化技术,CO变换工艺采用中温耐硫变换工艺,脱碳工艺经比较采用变压吸附工艺,提纯的氢气用于高温燃料电池发电和氢燃气轮机的燃烧试验,CO_2作为商品销售。煤气变换提纯后CO_2体积分数小于0.2%,H_2体积分数大于99%,燃料电池发电效率达60%以上,系统CO_2达到零排放。煤制氢及氢能利用技术具有广阔的应用前景。     

“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。     

新闻

联合国在京氢燃料电池公交示范项目运营良好从公交集团获悉,2006年6月20日,由德国戴姆勒-克莱斯勒公司提供的3辆奔驰Citaro燃料电池公交车投入到北京公交线路试运行1个多月来,这一联合国项目运营良好,获得沿线乘客的好评,产生了预期的环保效应。北京氢燃料电池公交车是联合国试     

基于分布式绿色能源供应的燃料电池集成系统框架

由于环境污染、常规能源日益减少及全球变暖等问题的出现，使用太阳能、风能和微型水电等可再生能源作为备选能源越来越引人关注。近来，氢能和燃料电池技术方面的进展为不同区域的电站选择能源提供了便利条件，结合可再生能源的氢燃料电池系统是一种非常有前景的方案。本文给出了燃料电池的集成系统框架，框架基于分布式能源供应，包含五个部分物理能量系统应用、虚拟仿真模型、分布式协调和控制系统、人一系统界面和数据库。这个集成系统框架为燃料电池系统的优化设计提供了一种手段，     

氢能的利用及发展动向

严格控制并消减CO2，已成为降低温室气体排放与空气污 染，保护地球环境的有效对策。由于氢能具有无污染、高效等特 点，随着能源供需及国际高油价情势的演变，已被国际能源总署 (IEA)规划为未来主要的能源利用型态。本文作者从国际间氢能 燃料电池产品发展现况，燃料电池汽车用氢的商业化规划入手， 探讨了煤气、CO2回收及储存，可再生能源的利用等防止地球温 暖化的对策。     

信息平台

正能源资讯世界首条氢能源有轨电车投入运营中车四方公司研制的氢能源有轨电车日前在广东省佛山市高明区上线。此举标志着世界首条氢能源有轨电车正式投入商业运营,我国现代有轨电车从此驶入"氢时代"。氢能源有轨电车搭载氢燃料电池作为动力源,其原理是通过燃料电池内氢和氧的化学反应产生电能来驱动有轨电车。氢燃料具备极高的能量密度,因此氢能源有轨电车拥有超强续航能力。该车加满一次氢气,可持续行驶约100千米。得益于长距离续航能力,电车在行驶途中全线无需架设"接触网",可有效缓解常规有轨电车需要架设接触网、普通储能式有轨电车续航里程短等问题。氢燃料电池发电的原理是将化学能直接转化为电能,唯一的副产品是水,不产生任何污染物,因而可真正实现绿色环保。     

硼氢化钠制氢的技术路线与发展前景

硼氢化钠(NaBH,)催化水解制氢技术安全可靠.能够即时制氢和即时供氢.可方便地为燃料电池等便携式装置提供氢能,故成为氢源研究的热点课题.考察了硼氢化钠制氢的发展历史,着重分析了三种硼氢化钠水解制氢技术路线和不同制氢催化剂的优势和需要解决的问题,并展望其应用前景.     

多组合虚拟电厂中氢储能低碳经济配置与优化

提出蓄电池-氢混合储能虚拟电厂优化运行方案,首先分析各运行单元的特性并建立协同运行优化模型,然后在虚拟电厂应用蓄电池的基础上,增加由电解槽、储氢罐和燃料电池组成的氢能系统,以实现蓄电池与氢能系统混合储能。考虑电价型需求响应和阶梯型碳交易理论,较分析5种不同方案的虚拟电厂的优化运行成本及收益,实例证明蓄电池-氢混合储能的风光虚拟电厂方案具有更好的经济性和低碳性。     

考虑氢能系统热回收的电氢区域综合能源系统日前优化运行

大力发展以电氢为核心的区域综合能源系统是实现能源系统绿色低碳转型的关键路径。针对现有研究因未系统考虑氢能系统热回收利用，导致能量利用效率低、经济性差等问题，提出考虑氢能系统热回收的电氢区域综合能源系统日前优化运行方法。首先，充分考虑氢能设备变效率、多工况的运行特征，研究不同类型电解水、氢燃料电池和甲烷化设备的产热特性和热回收原理，基于热力学方程和物理反应原理建立氢能系统热回收运行模型；然后，提出考虑氢能系统热回收的电-热-氢多能协同运行架构，建立区域综合能源系统日前优化运行模型；最后，通过算例分析验证了所提方法的有效性。仿真结果表明，氢能系统热回收可有效提高能源利用效率和多能协调运行能力，降低系统运行成本。     

英国第一个氢及燃料电池示范中心即将运营

10月9日,英国格拉摩根大学氢及燃料电池研究和示范中心正式运营,这是英国第一个氢气示范中心,标志着氢能离我们更近了。     

基于系统动力学的交通领域氢能需求预测

为预测“双碳”目标下氢能的需求,充分挖掘与氢能需求相关的影响因素,构建了基于系统动力学的交通领域氢能需求预测系统。绘制了交通领域氢能需求预测系统的因果关系图和系统流图,重点考虑公共汽车、重型卡车和家用汽车的氢能替代,通过历史数据检验模型的有效性,以新疆地区为例,设置低速、中速、高速3个发展水平来分析政策支持和经济投入对交通领域氢能需求的影响。模拟结果表明,交通领域的转型在2030年前发展得较为缓慢,政策和经济投资的影响在之后会逐渐明显,发展水平越高各类交通工具的增长幅度会越来越大,至2050年高速发展水平下的平均氢能替代率会达到低速发展水平下的2.2倍,高速发展水平下的售氢回报会达到低速发展水平下的2.5倍。     

基于系统动力学氢需求预测与综合能源系统优化配置研究

氢能作为新兴能源会促进工业、交通、电力和供热领域的绿色转型,实现能源的综合利用。首先,综合考虑钢铁和煤化工产业的工艺转型、氢能交通工具的迅速普及、氢燃料电池发电的快速发展、天然气掺氢的占比提升、绿电制氢的成本降低,建立了多领域氢需求预测的系统动力学模型,计及不同领域中的用氢特性,将用氢需求转化为等效电负荷;其次,以净现总成本最低为优化目标,计及设备运行、氢储能、负荷缺电率约束,构建了综合能源系统的容量配置模型;最后,以新疆地区为例,探究不同风光类型、绿氢渗透及风光占比对系统配置结果的影响,得到了各设备的最优容量配置以及成本情况,验证了所提模型在满足负荷需求的同时显著降低了系统总成本。     

稀土储氢合金的研究进展及其在氢能发电中的应用

清洁、环保、高效的氢储能技术,能够削峰填谷,有效解决新能源稳定并网问题,大幅度降低碳排放。研发高效、低成本的储氢材料是氢能大规模利用的核心问题。稀土储氢合金具有高的体积储氢能力和储氢体积密度,是一种理想的储氢介质,可用于燃料电池中储存以及供给氢气的容器,使燃料电池高效发电。基于这方面的应用特点,对其稀土储氢合金的气态储氢性能的研究进展进行了详细的综述。     

海南自贸港氢燃料电池汽车发展路径探究

海南省发展新能源汽车是推进生态立省战略的重要举措,是建设自由贸易港、国家生态文明试验区和加快建设美好新海南的重要内容。海南有丰富的海上风电和太阳能光伏资源,清洁能源发电部分不能并网的电力资源,将通过电解水制氢完成储能。氢燃料电池作为将氢能转化为电能的关键技术,也是氢能应用于交通领域的重要技术路线,在海南具有非常重要的地位。对海南全域推广新能源汽车和生态文明试验区建设具有重大意义。