首套千吨级太阳能发电、电解水制氢、二氧化碳与氢气合成甲醇示范项目试车成功

2020年1月17日,首套千吨级规模太阳燃料合成示范项目在兰州新区绿色化工园区试车成功。该项目迈出了将太阳能等可再生能源转化为液体燃料工业化生产的第一步。太阳燃料合成是指利用太阳能、风能、水能等可再生能源发电,进而电解水制备氢气、将二氧化碳加氢转化制甲醇等液体燃料,把可再生能源存储在液体燃料中。     

可再生电力电解制绿色氢能的发展现状与建议

氢能是人类生存和发展所需能源的重要补充。氢能产业,特别是氢燃料电池车,其开发与利用已经引起了全球范围内的普遍重视。然而,决定该产业快速发展的关键因素之一是清洁的氢气来源,如何使氢能产业更具经济环保竞争力。通过可再生能源发电电解水制氢将能量以化学能的形式储存起来,不仅能利用可再生能源制取高热值的氢气供使用,同时从制氢源头利用清洁的可再生能源可有效减少碳排放。为此,本文主要分析讨论了可再生能源发电与电解水制氢技术的耦合制取氢气的发展现状与发展趋势,简述了目前国内外利用可再生能源发电制取氢气项目的研究进展,并介绍了一些典型的清洁制氢案例。可以看到,风电、太阳能制氢是目前较为成熟的技术,但仍需提升其经济竞争力。而水电资源分布不均等缺点阻碍了其规模化发展。因此,政府、企业及科研院所需大力推进可再生能源发电制氢研究,有效解决氢能制备的效率问题,加速绿色氢能产业发展。     

氢气的来源及应用

氢气是一种绿色能源。氢气的来源较为广泛,有传统的化石能源,有近几年来的新技术电解水、硼氢化钠、生物质、太阳能等,也有回收氢气等。另外,介绍了氢气的应用情况。     

我国明确可再生能源发电享最高优先调度等级

正国家发展改革委2016年3月28日发布《可再生能源发电全额保障性收购管理办法》。办法明确,电网企业应按照节能低碳电力调度原则,优先执行可再生能源发电计划和可再生能源电力交易合同,保障风能、太阳能、生物质能等可再生能源发电享有最高优先调度等级。     

天然气压力能发电用于电解水制氢工艺经济性分析

氢气能源作为一种清洁的可再生能源,其生产和使用越来越受到社会各界的重视。工业上制氢的方式有很多,而规模化生产中效率最高的是电解水制氢法,却仍受制于电能损耗过大这一障碍。本文通过对天然气压力能发电工艺的优势分析,提出将天然气压力能发电用于电解水制氢的工艺中,并对其经济可行性进行分析。     

可再生能源要“挑大梁”

正石油石化企业争相进军清洁能源,从油气供应商向综合能源供应商转变。太阳能、风能、地热等都是可再生的清洁环保能源。太阳能和风能成为近年发展最快的可再生能源,我国石油公司积极发展海上风电项目,同时与其他能源企业合作,发展氢能、地热,从油气供应商向综合能源供应商转变。我国有石油工业、天然气工业、煤炭工业,未来需要构建氢气工业,包括上游制氢、中游储运、下游利用,油气工业与氢气工业都非常重要。现在制氢有多种渠道,汽车是未来非常重要的用氢途径。从2012年开始我国氢能利用取得了重大进展。     

“可再生能源-燃煤低碳互补发电及综合利用”专题客座主编致读者

<正>2022年1月,国家发展改革委和国家能源局联合发布的《“十四五”现代能源体系规划》中,提出了推进能源绿色低碳化转型,加快能源系统调整的工作目标。加快推动煤炭清洁高效利用,进一步推广太阳能、风能、生物质能等可再生能源是能源转型和结构优化的关键。目前太阳能、风能等发电技术发展迅速,但可再生能源单一利用仍面临成本较高、间歇性、不稳定等瓶颈限制,燃煤发电自身亦面临低碳化和灵活性升级改造的挑战,而二者在技术上可实现互补集成,借助成熟、规模化、     

CO_2排放及再利用技术研究现状

随着经济的飞速发展,我国面对严峻的CO_2减排压力。论述了CO_2的来源及再利用技术,首先应该在生活和生产中牢固树立减少CO_2产生的思想意识,然后多种措施并行,逐步减少环境中的CO_2。在CO_2的各种转化再利用技术中,最有效的方法是以氢气和CO_2为基础原料制备化工产品,而目前最清洁的氢气来源方式是电解水,而这由需要大量的电能,因此必须发展CO_2零排放的清洁廉价电能,如太阳能、风能、核能等。     

全球首套规模化太阳燃料合成示范项目试车成功

<正>2020年1月17日,新年伊始,全球首套千吨级规模太阳燃料合成示范项目在兰州新区绿色化工园区试车成功。该项目迈出了将太阳能等可再生能源转化为液体燃料工业化生产的第一步。太阳燃料合成是指利用太阳能、风能、水能等可再生能源发电,进而电解水制备绿氢、将二氧化碳加氢转化制甲醇等液体燃料,把可再生能源存储在液体燃料中。简言之就是利用太阳能等可再生能源、二氧化碳和水,生产清洁可再生的甲醇等液体燃料(故又被形象地称为"液态阳光")。这将是未来解决二氧化碳排放的根本途径之一,也是将间歇分散的太阳能等可再生能源收集储存的一种储能技术,是"道法自然光合作用",实现人工光合成绿色能源的一种过程。     

电解水制氢MoS2催化剂研究与氢能技术展望

氢气具有质量轻、热值高、燃烧产物清洁等优点,被认为是理想的能源载体。氢气既能作为燃料电池的燃料,又能作为储能介质调节风能、太阳能发电系统的随机性、间歇性,正在成为未来能源的重要组成部分。为了促进电解水制氢技术与装备发展,研究高效电催化剂十分重要。本文围绕“粉末型”与“自支撑型”电催化剂结构特征,讨论基于二硫化钼（MoS₂）的析氢电催化剂的研究现状,阐述了催化活性位点调控策略与提高导电性两条技术途径,并以析氢过电位和塔菲尔曲线斜率为依据,比较不同方法制备的二硫化钼电催化剂的催化活性。表明提高二硫化钼晶相稳定性、调节其电子结构和优化催化电极结构等方法,将进一步提高基于二硫化钼的析氢催化电极性能。     

可再生能源电解制氢技术及催化剂的研究进展

氢能是一种清洁、高效的二次能源,是构建未来清洁社会的重要支撑。在众多制氢技术中,利用可再生能源产生电能,并通过电解水制备高纯度氢气是最具潜力的制氢路线之一。本文在介绍三种电解水制氢技术及核心部件的基础上,重点讨论了电解水析氢催化剂,特别是过渡金属基电催化剂及单原子催化剂的研究进展。本文最后对可再生能源发电与电解水制氢技术的耦合进行了分析与讨论,简述了现阶段国内外基于可再生能源发电制氢项目的开发进展。文章指出,随着电力成本下降,高效、稳定、经济的析氢催化剂的开发,可再生能源发电制氢将成为解决能源消纳、加速氢能产业化进程、最终实现我国向低碳清洁能源转型的重要途径。     

风力发电制氢与氢气网络耦合系统的氢气波动平抑特性分析

将可再生能源发电制氢集成于炼厂氢气系统中,不仅可替代部分氢气公用工程以满足炼厂的氢气需求,同时也可为炼厂中旋转设备提供电能,但可再生能源发电制氢的波动性将影响氢气网络的稳定运行。为了探究风力发电制氢与氢气网络集成中两个子系统平抑风能波动的特性,本文构建了集成风力发电制氢的氢气网络数学优化分析模型,研究了氢气网络平抑风力发电制氢波动的经济性和系统结构特性。研究表明,为了适应可再生能源发电制氢的波动,氢气网络需要更加复杂的网络结构,且风力发电制氢输出的电力和氢气经储能电池和氢气储罐的缓冲调节后仍存在较大波动,氢气网络仍需通过调节公用工程和燃气系统来实现氢气网络的稳定运行。     

碳达峰与碳中和目标下PEM电解水制氢研究进展

氢能作为重要的能源载体，燃烧过程绿色无污染，能够助力碳达峰和碳中和目标实现。本文通过对比化石能源制氢、工业副产气制氢、电解水制氢等方式，分析各制氢方式的优缺点，阐述了质子交换膜（PEM）电解水制氢与可再生能源结合的重要意义。之后从PEM电解槽内部结构和可再生能源电解水制氢两个方面展开综述，详细介绍了PEM电解槽双极板、催化剂、扩散层、质子交换膜研究进展、存在的主要问题和未来发展方向。文中通过分析我国太阳能、风能分布特征，总结可再生能源利用存在的问题，从研究现状和产业发展的角度介绍了太阳能制氢、风电制氢、可再生能源多能互补制氢的发展。最后对可再生能源PEM电解水制氢的未来发展方向进行了展望，期望为可再生能源PEM电解水制氢的发展提供借鉴和参考。     

应用核电进行碱性电解水制氢经济性分析

利用核电厂在电力富裕时电解水获取氢气,在用电高峰时,由氢燃料电池发电,可以提高核电参与电网调峰的能力。对比现有氢气获取方法,碱性电解水制氢技术安全可靠、经济性能好,适应用于核电大规模氢能项目。本文详细介绍了现有碱性电解水制氢系统主要组成部分,核算了采用碱性电解水制氢系统进行核电制氢的成本预估,结果表明,一套1000m³/h的碱性电解水制氢设备需一次性投入877万元,投资回报年限为1.8年;若自行购置氢气压缩机则需投资1277万元,投资回报年限为2.58年;系统年运行费用为204.5万,回本后年利润为495.5万元。     

清洁能源的利用情况及其经济和社会效益分析

<正>“碳达峰、碳中和”战略目标提出后,“碳减排”成为各行业能源管理的第一要务,对轮胎制造企业未来的能源管理升级提出了新的挑战。为了实现“双碳”战略目标,清洁能源的利用成为各行业“碳减排”的首选。本文介绍了太阳能和风能等清洁能源在轮胎行业的利用情况,并对太阳能加热和发电以及风能发电的经济效益进行分析,同时对其社会效益进行客观评价。     

大连化物所在酸性条件下长寿命非贵金属电解水催化剂方面取得新进展

<正>近日,大连化物所催化基础国家重点实验室、太阳能研究部韩洪宪研究员和李灿院士团队与日本理化学研究所(RIKEN)Ryuhei Nakamura教授研究团队合作,在酸性条件下非贵金属电催化分解水研究方面取得新进展,相关研究成果发表在《德国应用化学》上。将太阳能转化为俗称"液态阳光"的"太阳能燃料",是应对未来化石燃料枯竭和气候变化的重要可再生能源策略。近年来,太阳能等可再生能源发电逐步成为最为廉价的发电技术。利用光伏发电驱动电解水(PV-E)制氢,是目前最为可行的大     

浅谈海水电解制氢的发展现状与挑战

以太阳能、海洋、地热和风能等可再生能源为动力，通过电解水制备清洁可储存的氢燃料，成为实现能源可持续性发展的重要途径之一。然而，电解水制氢大多以淡水为主，低品位盐水的电解需要相关工艺的支持，如脱盐、净化等，从而导致成本的增加。因此，开发能够直接使用低品位盐水的电解水工艺至关重要。在这里，我们总结了使用低品位盐水进行水电解的电极材料/催化剂的最新发展以及电解槽设计中的相关挑战，并讨论了未来可能产生高活性和选择性材料的潜在方法。     

国外可再生能源发展现状与展望

综述了近年来国外太阳能、风能、地热能、生物能和潮汐能等可再生能源的发展现状,阐述了国外可再生能源的发展目标,并在当今全球资源紧缺这样的大背景下对可再生资源的发展前景进行了预测①大型并网风电将进入快速发展阶段;②太阳能光伏发电稳步增长;③太阳能热水器在能源供应方面发挥巨大的作用;④生物质发电范围继续扩大;⑤生物液体燃料技术继续受到重视。     

国际能源署发布电力转型报告

正国际能源署(IEA)近日发布的《电力转型:风能、太阳能和灵活电力系统经济性》报告指出,虽然长期来看,高比例(30%及更高)易变性可再生能源集成到电网中只需要增加很少的额外成本,但该成本取决于目前系统的灵活性,以及在长期内采取何种策略来加强系统灵活性。报告指出,对于任何国家,在满足三种情况的前提下,将5%~10%的易变性可再生能源发电集成到电网将面临较少的技术性或经济性挑战:即必须避免不受控的本地易变性可     

国家能源科技“十二五”规划(摘选)(续三)

2.4新能源技术领域核能具有能量密集、成本低廉、温室气体排放少等优点,风能、太阳能、生物质能和海洋能储量巨大,发展核能发电、风力发电、太阳能发电、生物质能利用和海洋能发电等可再生能源技术,规模化开发新能源,对优化我国能源结构、促进能源可持续发展具