“双碳”目标下氢能在我国合成氨行业的需求与减碳路径北大核心CSCD

氨(NH3)是现代社会中重要的化工产品之一,在农业和工业等领域均有重要的应用。当前我国合成氨过程中原料氢的生产以化石能源为主,为实现“双碳”目标,有效缓解高碳排放问题,电解水制氢等绿色合成氨技术与氨的清洁利用技术成为重要的突破口。本文对我国合成氨现状以及未来趋势进行研究,并基于长期能源替代规划系统(LEAP)模型,结合经济性驱动,以氢气价格和政策为主要驱动因素,考虑不同原料合成氨的替代,模拟我国合成氨行业2020—2060年的氢需求及碳排放趋势。结果表明,2060年,我国合成氨需求量将达1.2亿吨,氢气需求量达2128万吨,新增需求主要来源于船舶氨燃料、氨发电等新领域,超过合成氨的氢需求量的50%。我国合成氨行业由化石能源向可再生能源转换有着巨大的潜力,随着可再生能源制氢成本的降低,可再生能源制氢合成氨占比将会大幅度上升,超过97%。在碳排放方面,我国合成氨工业将在2030年达峰,峰值为2.2亿吨,2060年合成氨工业碳排放920万吨。为实现碳中和目标,我国应在可再生能源丰富的地区优先开展电解水制氢合成氨示范项目,加大力度开展电解制氢以及温和条件合成氨关键技术及应用,尽早实现低碳合成氨技术大规模应用,在氨应用方面,加大氨燃料发动机和掺氨发电的研究。     

绿氢-绿氨工艺流程的多稳态模拟和动态响应

绿氢-绿氨工艺是指利用可再生能源发电、电解水制氢得到的氢气为原料合成氨的工艺流程,其具有受天气条件影响、负荷波动大、工段间耦合性强的特点。为研究绿氢-绿氨工艺流程中发输变电、电解水制氢、储氢、电化学储能、合成氨等工段之间的系统集成和协同调度方案,利用新一代流程模拟软件AVEVA Process Simulation建立了稳态-动态双模式通用型绿氢-绿氨全流程工艺模型,并通过多稳态模拟的手段分析了系统对天气变化的动态响应。结果表明,合理设计和调度储氢和储能单元不仅可以显著稳定化工生产、合理消纳可再生电力,还能稳定网电补充,提高整体经济效益。     

我国可再生能源与盐穴氢储能技术耦合发电的分析与展望北大核心CSCD

本文结合我国目前可再生能源与氢能的发展趋势,对国内外当前地下盐穴储氢技术的发展现状进行了综述,指出江苏省拥有丰富的可再生能源与地下盐穴资源,其可再生资源与储能地址的重合性较好可作为发展该技术路线的理想选址。并对可再生能源与盐穴氢储能耦合发电技术的可行性与该技术路线全周期的发电成本进行了系统分析。这一技术路线通过可再生能源电解水制氢以化学能形式回收可再生能源,然后通过地下盐穴大规模储能,并在需要时利用燃料电池再发电将可再生能源重新利用。本文综合考虑和分析了制氢成本、储氢成本以及再发电成本,对该技术路线再发电的度电成本进行了初步分析。结果表明:当前该方式再发电的度电成本较高,为1.88元/kWh左右,其中电费成本和设备成本分别占总成本的61.1%和25.6%。若利用可再生能源发电的过盈电能进行电解水制氢且技术路线中的相关设备成本降低至当前的50%,则该技术路线的度电成本可降低至0.49元/kWh。想要进一步降低该技术路线的发电成本则还需要依赖于技术和制造水平的进步将燃料电池的发电效率进一步提高,若燃料电池效率提升至60%,则该技术路线的度电成本能够进一步降低至0.43元/kWh,基本与当前电价持平,具有实际应用价值。同时该技术路线的发展能够促进相关制造业的发展与技术进步,提高我国能源安全与在国际能源领域的竞争力,并助力我国尽快实现能源结构优化转型和“双碳”目标。随着未来电解槽和燃料电池等设备的技术水平与效率的提升,该技术路线将具有极高的应用前景。     

可再生能源发电制绿氢和氢能储运技术现状与发展分析

氢能已纳入我国能源发展战略。绿氢作为一种绿色二次能源,能够助推实现“双碳”目标。氢气制备和储运是氢能产业链的关键环节。重点阐述了电解水制绿氢和氢能储运的技术类型与发展现状,并对其应用前景和发展趋势进行了分析;提出氢气生产成本和储运方式是限制氢大规模部署的主要技术瓶颈;最后为传统电力企业进入绿氢制备和储运产业提供了一些思考和建议。     

双碳目标下新疆发展清洁能源对策分析

新疆是我国重要能源基地,开发利用清洁能源,可以减少二氧化碳的排放量,减少对生态环境的污染和破坏,对实现我国双碳目标,促进新疆经济可持续发展和实现和谐社会具有十分重要的意义.本文研究和分析了新疆清洁能源开发利用和消费现状,针对新疆清洁能源开发存在的问题,提出相应的对策.     

“双碳”目标下北京市新能源和可再生能源供热价格形成机制研究

北京市供热目前大多按面积收费,少部分按照热计量收费,对于传统供热方式收费由市价格主管部门定价,对于地热及热泵等新供热方式授权区人民政府定价,但目前各区尚未针对新能源供热方式进行单独定价。随着以新能源和可再生能源为主的多能耦合供热系统的迅速发展,对于新能源供热价格形成机制研究需要进行深入研究,以推动新能源供热发展。通过对新能源和可再生能源供热建设环节和运营环节各项成本进行分析,同时考虑未来碳交易收入对补贴的影响,在此方面的探索可为政府制定可再生能源供热价格提供参考。     

“双碳”目标、产业结构与可再生能源发展探析

“双碳”目标背景下,如何调整可再生能源发展宏观经济条件,推动可再生能源发展动力从供给侧向需求侧转变,实现能源转型和经济高质量协调发展是亟须解决的现实问题。利用2012-2021年中国30个省、市、自治区的面板数据,构建面板数据模型探讨可再生能源发展需求侧影响因素。研究结论显示：经济发展水平是推动可再生能源发展的主要影响因素,人口、电力消耗和能源消费强度也对我国可再生能源发展产生了正向的影响;城市化水平和CO₂排放与可再生能源发展呈显著负相关,表明城市化水平在可再生能源发展初期,会在一定程度上抑制可再生能源的需求,由于我国可再生能源在能源供给结构占比较低,因此碳排放还未成为促进产业发展主要动力,“双碳”压力下后期应大力加强可再生能源产业发展;产业结构高级化主要通过影响经济增长进而对可再生能源产业产生更大依赖,同时产业结构变迁也将影响能源消费强度,其作用强度弱于经济增长的拉动作用。因此,建议必须推动经济高质量发展,推动可再生能源的技术创新水平不断提升,持续推进人们对可再生能源消费的意识。同时,强调第二产业能源效率的提高,降低能源消费强度,以保证我国“双碳”目标、能源转...     

绿氢制备经济性趋势分析

氢能被认为是未来能源系统的重要组成部分,只有通过可再生能源电力制备的绿氢才是清洁的能源产品。在绿氢替代传统化石燃料制氢的过程中,经济性是重要的制约因素。在分析预测可再生能源发电成本和绿电获取成本的基础上,分别计算使用电网绿电连续制备绿氢和使用可再生能源发电间歇制氢的成本,结合氢气储运场景,研究绿氢制备经济性的发展趋势。研究结果表明,采用电网绿电配合碱性电解槽连续制备绿氢,是当前最经济可靠的绿氢制备方式。如采用专用绿电制氢,2030年前陆上风电+碱性电解槽制氢成本最低,专用光伏发电+碱性电解槽制氢将在2030年后成为经济性最好的专用绿电制氢方式,而专用光伏发电+PEM电解槽制氢的成本始终最高。采用专用陆上风电和光伏+碱性电解槽制备氢气的经济性,在2025年后将超越天然气制氢+CCS,在2040年后会逐步超越煤制氢+CCS。电力成本是驱动未来绿氢制备成本下降的主要因素,电解槽成本下降对绿氢成本下降影响较小。建议要加强先进绿电制氢技术研发,拓宽可再生能源发电终端消纳的途径;同时要加强对国际绿氢制备前沿技术的跟踪。     

“双碳”目标下灵活性资源的多维度实时调控模型北大核心CSCD

基于我国提出的“双碳”目标,针对多主体可调控灵活性资源的多维度实时调控进行建模。分析了灵活性资源的基本含义和分类,说明了“双碳”目标对灵活性资源的要求,提出了包含若干微电网的灵活性资源调度结构,阐述了多层级资源优化协调的流程关系。建立了灵活性资源优化调度的双层模型,下层模型负责微电网内部优化,上层模型确定与主网和天然气网络的交换功率。说明了能量管理系统与微电网集群管理商的信息交换模型在数据传输过程中数据与能量管理系统的匹配度。利用仿真分析验证了文章提出模型的有效性。     

"双碳"下安徽电网荷储柔性消纳与调控模式研究

可再生能源大规模发展为安徽省能源转型升级带来机遇的同时,也带来一定的挑战.可再生能源发电具有间歇性、波动性和随机性,大规模地并网会为电力系统的安全稳定运行带来挑战.若可再生能源发电出力无法满足用电需求,系统的频率和电压就会产生较大幅度的波动,严重时可引发停电事故;相反,若可再生能源发电出力超过了用户的用电需求,弃风或弃...     

“双碳”背景下中国新能源汽车产业创新发展研究北大核心CSCD

随着全球环境问题的日益突出,世界各国就经济发展与环境保护问题展开了讨论,中国在七十六届联合国大会上明确提出大力发展绿色经济,全面布局绿色能源产业,落实“碳达峰”和“碳中和”两大目标,以利于解决全球环境问题。其中,交通出行作为“双碳”工作的重点,以新能源汽车为代表的绿色能源产业创新发展涉及范围较广,关系到国家经济稳定。因此,在持续优化传统汽车能源产业结构的过程中,应重点关注新能源汽车产业发展,从而推动“双碳”目标的达成。     

“双碳”目标下城市供热专项规划探究

阐述了我国“双碳”目标下供热专项规划的编制目标,依照某保护开发区镇区供热专项规划编制方案,对当地能源、热源、热网规划编制进行了分析探讨,确定了因地制宜的清洁能源规划思路和编制方向,为今后在国家“双碳”发展目标下编制新的城镇供热专项规划提供参考。     

“双碳”目标下我国光伏发电的装机容量预测

对机构预测结果进行核实,并对农光互补、水面光伏、交通护坡光伏、数据中心光伏等几个可开发场景进行装机规模的预测。利用数理统计分析知识,预判2035年光伏发电的装机容量。研究表明,2030年,光伏发电总装机容量约为2 000 GW,2060年左右,光伏发电总装机容量为6 397 GW。     

“双碳”目标下能源转型发展研究

中国提出碳达峰碳中和目标意义重大,能源低碳转型是实现这一目标的关键。从能源转型总体目标看,中国有望以较低的人均能源消费支撑现代化强国目标的实现,非化石能源及发电将在一次能源及电源结构中占据主导地位,在终端用能结构中电气化比重将大幅提升,但天然气、供热热源以及氢能等能源转型发展方面的重点问题,仍需要在实践中逐步明晰路线。能源低碳转型发展是一项长期的艰巨任务,必须统筹好转型时期能源发展和安全的关系,妥善解决化石能源有序退出的问题,推动可再生能源低成本大规模开发利用,构建适应能源供需格局变化的能源输配体系。为此,建议建立健全能源低碳转型的目标引导机制和协同推进机制,建立全社会分工协作的低碳能源科技创新体系,深化能源价格形成机制和市场体系改革。     

“双碳”目标下可再生能源在乡村的应用进展

通过介绍我国乡村能源消费现状综述中小型水力发电系统、小型风电系统、生物质能利用技术、分布式光伏和地热能开发利用技术在农村低碳减排方面的应用进展,并对未来可再生能源在乡村发展的模式进行分析,以期为乡村能源转型提供参考。     

双碳目标下区块链与可再生能源的融合发展研究

区块链技术与可再生能源链接可以实现能源流和信息流的融合,碳达峰、碳中和目标的提出为二者的融合发展提供了新的机遇与方向。针对现有“区块链+可再生能源”融合发展研究关系不明和发展路径不清晰等问题,运用VOSviewer和Scimago Graphica软件,从区块链和可再生能源管理、可再生能源互联网以及绿色电力3个方面进行综合分析,预测未来可再生能源领域的发展方向。研究结果可为“区块链+可再生能源”领域当前的研究工作和未来的研究方向提供理论参考,为我国“双碳”目标的实现提供有力支撑。     

沙特能源转型及氢能发展展望北大核心CSCD

在当前世界能源结构清洁化的情况下,长期依赖石油经济的沙特阿拉伯提出能源转型和经济多元化发展目标。基于此,文章对沙特能源转型动因及发展方向进行剖析,提出氢能发展构想,并对其氢能中长期开发与国际贸易的经济性进行量化分析。调研显示,在中短期内借助丰富的天然气资源优先发展蓝氢,构建产业链,后期利用丰富的清洁能源资源开发绿氢将成为沙特能源转型重要机遇。而相似国家可借鉴沙特能源结构化调整措施,实现本国的能源转型和氢能发展。