燃料电池汽车氢能系统的环境、经济和能源评价

为了推动氢能系统评价工作的深入进行并为我国在近期发展燃料电池汽车氢能系统(包括燃料电池汽车及其氢源)提供有价值的参考，根据现有的生产、储存和输运氢的技术，设计了11种可行方案，运用生命周期评价方法对这些方案的环境性、经济性和能源利用情况进行了评价，得到了每种方案的分类环境效应指数、氢气总成本和总能量利用效率。结果表明，综合指标最优的燃料电池汽车氢能系统方案是：天然气集中制氢厂制氢，然后用汽车将装有氢气的高压钢瓶输运到加氢站，加注给以氢气为燃料的燃料电池汽车。     

含电转气的电—气综合能源系统低碳经济调度策略

为优化用能效率和发展低碳电力,采用综合能源系统(IES)模式耦合电力网络和天然气网络,通过电转气(P2G)技术形成电—气—电能量闭环流动,提升电力与天然气网络间的强耦合性和IES整体供能稳定性。兼顾电—气综合能源系统的经济性与低碳性,引入碳排放机制构建IES低碳经济调度模型,首先详细阐述了IES模型架构、电转气技术、碳排放交易机制等基本理论,并对天然气网络进行建模,然后采用多场景法考虑风电出力波动,以经济成本和碳交易成本最小为优化目标,构建综合能源系统新型低碳经济优化调度模型,最后通过算例对比分析了4种不同调度方案,验证了所提模型的有效性和合理性。     

压缩空气储能系统分析及多目标优化

为解决压缩空气储能系统热力学性能与经济学性能相互制约的问题,本文同时考虑热力学性能与经济学性能对系统进行优化.首先建立了系统的热力学模型和经济学模型,研究了关键节点参数对系统性能的影响规律,在此基础上以热力学评价指标能量效率和经济性评价指标单位能量成本为目标函数对系统进行多目标优化.研究结果表明:增大膨胀比、提高透平入口温度能够提高系统效率、降低发电成本;系统最佳运行工况条件下,能量效率可达55.12％,单位能量成本为396.60$/kW.     

广东典型工业园区燃气分布式能源供能经济可行性分析研究

以广东省珠三角地区某工业园区为例进行了典型燃气分布式能源站方案经济性分析,以用能企业自建燃气锅炉为基准进行了经济性对比,结果显示针对燃气分布式能源项目,影响收益的敏感性因素主要是上网电价及天然气价。在上网电价较为明确的情况下,燃气分布式能源可与负荷用户签订气热联动条款以疏导气价波动风险,但是如天然气价格上涨过高将导致能源站供热价格超过负荷用户自建燃气锅炉供热成本,为合同签订带来较大风险。     

风光氢综合能源系统设计及运行集成优化

基于风光制氢和燃料电池热电联供的风光氢综合能源系统是消纳富余可再生能源、减少弃风弃光的有效途径,实施系统设计及运行集成优化,对提高综合能源利用率、降低系统经济成本具有重要意义。通过构建风光氢综合能源系统设计及运行集成优化模型,对系统各设备的容量配置方案及典型运行策略进行了优选,并且系统比较了不同风光资源及用能负荷特性下系统设计及运行方案的差异。结果表明：风光氢综合能源系统在办公楼负荷场景和风光资源更丰富的地区获得了更优的经济性。     

风光氢综合能源系统设计及运行集成优化

基于风光制氢和燃料电池热电联供的风光氢综合能源系统是消纳富余可再生能源、减少弃风弃光的有效途径.实施系统设计及运行集成优化,对提高综合能源利用率、降低系统经济成本具有重要意义.通过构建风光氢综合能源系统设计及运行集成优化模型,对系统各设备的容量配置方案及典型运行策略进行了优选,并且系统比较了不同风光资源及用能负荷特性下...     

德国采用电转气技术实现低碳化

德国成功采用可再生能源电力转换氢、甲烷(电转气,Pt G)技术,成为世界CO2减排和可再生能源利用最成功的国家。Pt G技术是可再生能源电力制氢或合成甲烷的技术,它所采用的都是成熟技术,包括电解水制氢技术和甲烷化技术,后者是把电解水制得的氢与CO2反应生成甲烷的反应(Sabatier反应),以及电解水和Gt L(气转液)技术合成燃料,有F-T合成(生成直链烃、烯烃、醇类)和甲醇合成。德国现有天然气管网超过100m/km2,Pt G制的氢或甲烷可注入原有天然气管网,大量的氢或甲烷可储存到德国已具备的大规模天然气地下储存设施。变动性可再生能源的电力储存可采用氢电力储存系统,该系统由水电解制氢装置、储氢装置和氢燃料电池等组成。目前德国包括计划和在建的Pt G项目有20个以上,欧洲Pt G总项目30个以上。建议我国大力发展Pt G技术,解决当前弃风、弃光难题。     

气电差价对楼宇燃气热电冷联产系统经济性影响的研究

应用增量投资法对天津市某楼宇的燃气热电冷联产系统,在气、电差价条件下进行了评价,建立了相应的数学模型,分析了影响燃气热电冷联产系统经济性的重要因素,并得出电价增长对回收年限的影响比气价增长对回收年限大得多。同时研究了电价、气价及其增量对系统经济性的影响。     

基于阶梯型碳交易机制的综合能源系统低碳经济调度

为实现综合能源系统的经济低碳运行,提出了计及阶梯型碳交易机制的综合能源系统优化模型,首先以系统全年运行维护成本和投资成本最小为目标,建立了考虑多元负荷需求的综合能源系统容量优化模型,其次基于k-means聚类方法及平均值法选取典型日冷热负荷,最后以系统运行维护成本以及碳交易成本最小为目标,分析不同基准碳价对系统运行方式、碳排放量以及经济性的影响,并以典型日进行详细分析。结果表明：将阶梯型碳交易机制引入综合能源系统可以有效降低碳排放量并提高系统的经济性,尤其对于供热季,能以较低基准碳价对系统产生显著影响。     

用资源的观点评价能源利用项目

在评价能源动力工程项目时应该采用综合的评价方法，考虑技术、经济和环境等因素。叙述了一种基于总资源系统的综合评价方法，将生产中消耗的(包括污染掉的)空气、水和燃料等都折算成资源，并从社会平均边际削减成本的角度计算了利用资源对社会造成的外部成本。指出，计算资源的价值时必须包括其外部成本，并计入最终的总成本。文中还陈述了综合评价方法的原理，并以某燃天然气的燃气轮机联合循环热电联产系统为例子，与燃煤热电联产系统进行了比较。     

燃气轮机和内燃机在天然气冷热电联供系统中的性能比较

天然气冷热电联供系统中驱动装置的选型对系统的运行性能至关重要.在这一背景下,分析比较了燃气轮机和内燃机在冷热电联供系统中的发电效率、热效率、一次能源利用率等性能指标以及对环境的影响,并以北京市某宾馆为例设计了天然气冷热电联供系统方案,在余电可上网出售的条件下,利用RETScreen软件分别比较了天然气价和电价对燃气轮机系统和内燃机系统运行利润的影响.     

计及需求响应的区域电—气互联系统综合优化运行分析

针对区域电—气互联系统综合优化运行问题,研究了需求响应对系统经济安全运行的协调作用,首先通过分析激励型需求响应资源参与系统调度的原理,构造了反映负荷削减量-需求响应成本关系的多段式函数模型;然后结合以燃气发电机和天然气压缩机为耦合对象的区域电—气互联系统的调度运行特点,考虑系统安全约束,建立了计及需求响应的区域电—气互联系统综合优化运行模型,以实现综合系统的经济可靠运行;最后通过算例验证表明所提模型可行、有效,不仅可有效改善互联系统各子部分的运行稳定性,且保证了各部分的安全运行。     

考虑电转氢气过程及综合需求响应的电-氢-气综合能源系统协调优化运行

文章介绍了电转氢气、氢气转天然气的过程,并在此基础上构建了电-氢-气综合能源系统。通过考虑综合需求侧响应,建立以最小化系统运行总成本为目标函数的协调优化模型,利用禁忌搜索算法和粒子群算法相结合的改进算法进行求解。经验证,考虑电转氢气过程及综合需求响应的协调优化方案增强了综合能源系统的经济性、环保性,提高了新能源的消纳能力。     

天然气分布式供能供气定价机制研究

分析三种类型天然气分布式供能系统使用特点、拟配置的装机规模和运行时间,得出不同装机容量时的系统性能指标。结合现有市场的电力价格,采用静态投资回收期方法,通过调整边界条件,测算各类项目的目标用户可承受的气价范围,为燃气企业制定差异化的用户气价提供理论依据。     

气电联合系统的协同规划方法及应用

鉴于传统规划方法分析单一能源系统存在的不足,提出了一种气电联合系统的协同规划方法,其考虑了天然气系统和电力系统的安全运行约束,以总投资成本、运行成本及碳排放成本最小为目标,建立了气电联合系统的协同规划模型,并采用改进的粒子群算法进行求解,最后对IEEE39节点系统和12节点天然气系统构建的算例进行分析。结果表明,与独立规划相比,气电联合系统协同规划所得规划方案总成本更低,碳排放量也更小。     

非并网风氢互补系统的容量多目标优化

为解决用最少经济成本使风电场输出功率可最好地满足负荷问题,该文提出以风力机、制-储-燃氢装置的总安装成本、负荷缺电率LPSP(loss of power supply probability)和风氢互补系统输出功率波动率FPP(fluctuation of power probability)为指标的容量配置方案。利用某地区一天的风速及负荷,在Matlab中编写基于精英非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ(elitist non-dominated sorting genetic algorithm)的多目标函数优化程序,对风电机组、电解槽-储氢罐-燃氢燃气轮机系统进行最优容量配置,得出优化组合方案。优化后的互补系统可有效保证其经济性和供电可靠性。     

基于TOPSIS法的度电环保能耗指标评价

基于会计计算理论以火电厂每发一度电时脱硫脱硝系统所产生的成本为目标提出度电环保成本评价指标。并结合其余4个评价指标,采用逼近理想解法(TOPSIS)对随机选取的6组脱硫脱硝系统实际运行数据进行评价分析。结果表明:利用度电环保成本与TOPSIS相结合的方法可以更加全面的评价火电厂环保能耗,可为火电厂提供最优的运行方案。     

氢能知识系列讲座(4)将氢气输送给用户

氢气输送是氢能利用的重要环节。一般而言,氢气生产厂和用户会有一定的距离,这就存在氢气输送的需求。按照氢在输运时所处状态的不同,可以分为:气氢输送、液氢输送和固氢输送。其中前两者是目前正在大规模使用的两种方式。根据氢的输送距离、用氢要求及用户的分布情况,气氢可以     

炼化企业氢气系统优化

随着氢气消耗量的日益增大,氢气成本已经成为炼油企业原料成本中仅次于原油成本的第二位成本要素。炼化企业的氢气系统目前基本是基于经验进行管理,不平衡现象时有发生,管理水平有待提高。针对炼化企业氢气系统存在的问题,建立相应的优化模型,可有效提高氢气利用率,降低氢气系统运行成本。氢气系统优化模型综合考虑了氢气系统的氢阱约束、氢源约束、压缩机约束、流股约束等约束条件,采用非线性数学规划法(MINLP)建模,优化计算得到氢气系统优化方案。优化效果表明,该模型可有效降低氢气系统的运行成本,通过汽柴油加氢装置氢油比优化,每年可获得经济效益23万元;通过制氢装置原料气优化,每年可获得经济效益260万元;通过制氢装置中变反应优化,每年可获得经济效益346万元;通过新建PSA装置回收氢气,每年可获得经济效益915万元。几项合计,每年可实现总效益达1544万元。     

复合式区域能源项目系统设计与性能评价

本文以某复合式区域能源项目为例,对系统技术路线选择、方案设计、设备选型过程进行了简要分析,并就复合能源系统的评价指标进行了探讨.项目采用年一次能源利用效率(PER)和年系统综合性能系数(ASCOP)进行评价,可合理反映系统整体性能状况.