"十四五"规划下氢能应用技术现状综述及前景展望

随着全球能源结构加速向低碳能源转型,氢能作为未来构建以清洁能源为主的多元能源供给系统的重要载体,被认为是推动传统化石能源清洁高效利用和支撑可再生能源大规模发展的理想互联媒介.从"十四五"规划角度切入,分析了氢能发展的意义及必要性,整理并解读了我国各地"十四五"氢能规划,对我国主流氢能应用领域进行了归纳,分别对每一种应用体系进行综述,并为我国氢能应用技术发展提供建议,对我国形成氢能生态及完整氢能应用体系具有指导意义.     

我国氢能产业发展现状及战略政策动态研究

发展氢能是实现我国减排目标的重要手段,利用可再生能源发电电解水制氢可以做到生产和消费过程二氧化碳零排放.首先从氢能的生产、储运、加注及消费几个层面对国内氢能产业的发展现状进行归纳总结;然后从国家及地方层面对氢能产业的战略政策动态进行梳理;最后对氢能发展可能面临的挑战进行分析.     

生命周期成本分析在氢能评价中的应用

氢能作为一种清洁能源,它的开发和应用对人类社会可持续发展具有重要意义。中国作为能源消费大国,其对氢能的研究对于全球能源结构的变化具有重要的影响。目前氢能的生产、运输、存储、转化过程的成本都较化石能源高,商业化进展缓慢,降低系统成本是发展氢能的关键。用生命周期成本分析的方法,估算中国氢能源从生产、储运到应用整个生命周期的成本情况,期望结果能对加速氢能在中国乃至全球的研究进程有帮助。     

中国氢能产业链发展现状

文章通过查阅文献和调查,系统介绍我国氢能制取、储运方式及应用等产业链环节的发展现状,分析氢能产业链技术布局和发展。分析表明,作为我国实现“双碳”目标的重要路径,氢能在化工、钢铁、运输等领域的需求量将不断增加。我国氢能产业链已经初具规模,初步形成涵盖“制—储—运—用”的氢能全产业链布局。     

氢能发展模式应用探究

为解决新能源发电在电力输送和综合消纳方面存在的问题,阐述了氢能发展产业链中氢的制备、存贮和应用.结合风电、氢能技术特点及现状情况,以提高太阳能、风能资源的综合利用率为目标,对氢能发展模式进行研究.综合分析表明,对氢能发展模式应用探究能提升新能源发电消纳能力,提高能源利用率,同时生产高品质氢能,提高太阳能、风能资源综合效益,为开展氢能产业链发展模式研究奠定基础,为氢能在新能源领域发展提供方向.     

氢能驱动下钢铁园区能源系统低碳发展模式

随着“碳达峰、碳中和”目标的提出及碳市场体系逐步完备,工业企业面临低碳转型和可持续发展的巨大压力,新能源大力发展及氢能在运输工具和工业生产中的应用为此提供了较好的机遇。基于此,利用新能源和氢能产业链重塑工业能源体系是促进工业发展的关键手段。以低碳、绿色、环保、节能为主要考量,构建“绿电-氢能-工业”耦合复杂系统,从能源流和碳流2个角度对比分析耦合系统具有的优势;通过构建环保、节能和经济性评价模型,定量说明耦合系统建设的可行性;通过分析中国钢铁工业发展现状,按不同发展速度测算钢铁工业绿色发展潜力。结果表明,钢铁工业绿色发展将极大地促进绿色氢气的发展与应用,氢能产业链的逐步成熟也将加快钢铁工业绿色转型速度,二者相辅相成。     

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。     

氢能与碳捕集、利用与封存产业协同发展研究

氢能是未来最具有发展潜力的二次能源,对发展低碳经济的作用显著,但是利用化石能源制氢,获得氢气的同时会排出大量CO2,这严重制约氢能的发展.碳捕集、利用与封存(CCUS)是一种CO2减排技术,氢能与CCUS技术耦合,有利于氢能与CCUS产业的协同发展.本文从国家层面系统调研了全国氢能产业发展的政策以及规划,对氢能发展政策...     

氢能在综合能源系统中的应用前景

氢能的开发利用是应对全球气候变化,保障国家能源安全,实现低碳转型的重要途径之一。对比了氢储能技术与当前主要储能技术的关键性参数,结果显示氢储能技术具有整体性系统优势;探讨了氢能在未来综合能源系统中工业用户、交通运输、建筑热电联供、能源企业潜在的应用途径及未来关键技术节点;给出了对中国氢能发展的启示。为氢能在综合能源系统中的应用提供参考。     

电力电子技术在可再生能源制氢系统中的应用

氢能作为一种清洁高效、应用广泛的二次能源,对推动我国能源战略转型具有重要和深远意义。对于处于氢能产业链上游的制氢技术,可再生能源制氢是未来发展的方向,电力电子技术是其中的关键技术之一。此处就电力电子技术在可再生能源制氢系统中的具体应用进行了详细阐述。最后基于现有研究,对电力电子技术在可再生能源制氢系统中的发展提出了建议性方案。     

IGCC与未来煤电

我国以燃煤发电为主的格局和可持续发展的要求决定了在我国发展洁净煤发电具有重要意义。从我国电力工业的现状和面临的挑战出发，按可持续发展的观点和未来社会对燃煤发电的要求．分析了目前各种洁净煤发电技术的优点和存在的问题，得出IGCC具有可持续发展的诸多特性．是一种可实现高效低污染的先进燃煤发电技术。从美国、日本等国未来燃煤发电的发展计划可以看出：以IGCC为基础，将煤制氢、燃料电池发电、液体燃料生产、CO2分离和处理等过程集成的能源系统是未来燃煤发电技术的重要发展方向．它可实现燃煤发电的高效率和近零排放，符合可持续发展的要求。     

新一代低压直流供用电系统关键技术及发展展望

针对当今社会能源变革现状及电力系统发展新趋势,探索了新一代低压直流供用电系统的主要特征、典型应用场景、关键技术及未来研究方向。分析了现代社会的能源变革特点及电力系统的未来发展趋势,指出了发、储、用一体化的新一代低压直流供用电系统的发展需求;分析了新一代低压直流供用电系统的主要特征和典型应用场景,介绍了低压直流供用电系统的电压等级、国际标准及国内外示范工程的进展情况;分析了低压直流供用电系统的关键技术并展望了低压直流供用电系统的发展趋势。最后,对新一代低压直流供用电领域的未来研究方向进行了总结和建议。     

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...     

面向智能电网能量调控应用的超导磁储能技术：理论模型、装置特性、研究现状和应用展望

超导磁储能技术在未来智能电网的快速、高效、智能化能量调控中具有重要的应用前景。为推进此技术的实用化研究,构建了基于电路-磁场-超导体耦合分析原理的能量交互仿真模型,开发了能量交互实验测试平台,在超导磁储能系统中友好地桥接了应用超导领域和电气工程领域。在总结超导磁储能技术研究现状的基础上,提出了面向低温液氢燃料电池汽车应用、低压直流微型电网应用及未来智能电网应用的新的实用系统方案设计及可行性分析,展望了超导磁储能系统在未来智能电网的发、输、配、用电环节中的核心应用模式和重要应用前景。     

Behind-the-meter renewable hydrogen: Challenges and solutions

Hydrogen has been recognized as a clean and promising energy form that can increase the utilization of renewable generation. This article discusses the renewable hydrogen applications in behind-the-meter (BTM) systems. The main hydrogen technologies, including the technologies of hydrogen production, hydrogen storage, hydrogen transportation, and hydrogen utilization processes are first summarized. Then some practical examples of the BTM hydrogen systems are introduced, which aims to give valuable insights on the development of BTM hydrogen systems. We next elaborate on the potential issues and their solutions in the BTM hydrogen systems. Finally, the future aspects of the BTM hydrogen systems are discussed.     

飞轮储能与轨道交通系统技术融合发展现状

飞轮储能系统作为当前最受关注的储能系统之一,在轨道交通领域的优势较为显著.基于轨道交通领域中最为典型的城市轨道(地铁)及高铁系统,分析了飞轮储能技术的研究应用现状及发展趋势.介绍了飞轮储能的技术原理及其特点,基于两种典型轨道交通系统,梳理了飞轮储能技术的应用现状;分析并展望了飞轮储能技术在轨道交通领域的发展趋势,为行业...     

退役动力电池梯次利用关键技术及现状分析

随着电动汽车动力电池的第一个退役高峰期的来临,废旧动力电池的后续处理对环境和社会资源提出严峻挑战,储能电站是退役动力电池梯次利用的有效途径,研究退役动力电池梯次利用关键技术及其发展现状具有重大现实意义。针对梯次利用电池面临的主要问题及技术难点,首先详细介绍了国内外一些梯次储能示范工程,总结梳理了当前行业内存在的相关政策与标准。在此基础上,对退役电池梯次利用过程中的电池分类筛选、重组、热失控特征、均衡控制及电极材料回收等关键技术展开研究,并着重分析不同方法及控制策略的优缺点。最后结合国内外电动汽车发展趋势,对梯次利用电池的商业应用模式进行探讨与展望。     

太阳能-燃气联合循环发电概况及我国建设条件分析

对目前国外太阳能-燃气联合循环槽式热发电系统（ISCC）发电技术发展及应用、建设和发展趋势等作了概要介绍：从我国能源结构特点、环境保护需要、水资源短缺、对电网冲击等方面对我国建设ISCC电厂的必要性进行了论述;根据ISCC的分项技术进入中国、国内ISCC发电核心技术研究的进一步加快,ISCC设备国产化范围将逐步扩大及ISCC发电技术在我国电力市场的应用潜力等方面的情况,对我国建设ISCC电厂的基础条件进行全面分析,认为目前我国发展ISCC发电技术的条件已初步具备,应加快ISCC发电技术在我国的应用和发展。     

压缩空气蓄能及其他蓄能技术在美国的应用

介绍了压缩空气蓄能技术(CAES)、电解液电池蓄能技术和1 MW飞轮系统蓄能技术及其目前的发展状况和与风能发电联合应用的项目,同时介绍了这些技术对煤、天然气轮机联合发电厂的影响.展望了蓄能技术在美国的广阔发展前景和巨大经济效益.