非化石能源制氢技术综述

在现今的经济社会和未来的低碳经济中H2将发挥重要作用.非化石能源制氢是化石能源短缺和温室气体排放等约束下的可持续制氢路径.综述了可再生电力电解制氢、核能制氢、太阳能制氢和生物质能制氢等四种非化石能源制氢技术的工作原理、流程设备和技术特点,最后对我国未来非化石能源制氢的路线选择进行了评论.     

三产氢气的新方法——接触辉光等离子体电解制氢

氢能源被认为是21世纪的清洁二次能源。文章介绍了一种新的制氢技术——接触辉光等离子体电解制氢。接触辉光等离子体电解制氢的基础是辉光等离子体电解。文章分析了辉光等离子体电解的非法拉第特性，阐述了辉光等离子体电解的化学反应机理；对接触辉光等离子体电解制氢技术、矿物燃料制氢技术、常规电解制氢技术进行了比较；分析了发展接触辉光等离子体电解制氢技术存在的问题。     

可再生能源制氢综合能源管理平台研究

  目的  氢能是一种绿色高效的清洁能源,可以通过多种方式转化为电能、热能等加以利用。可再生能源制氢是实现碳达峰、碳中和目标的重要支撑。可再生能源制氢属于新型项目,是电力行业与化工行业的结合,系统间耦合性不强,提高能源综合利用率是可再生能源制氢的研究重点。  方法  文章介绍了当前主要的制氢工艺,对比了灰氢、蓝氢和绿氢的主要特点,阐述了风电及光伏制氢的主要系统,并提出了通过构建综合能源管理平台对可再生能源制氢各系统进行统筹管控的思路。  结果  在综合能源管理平台制定控制策略可以平衡功率,实现最优调度从而减少弃风弃光,而且还可以降低单位制氢成本。  结论  综合能源管理平台可以提高可再生能源制氢的能源综合利用率,对可再生能源制氢项目的推广起到支撑的作用,为可再生能源制氢领域的研究人员提供了重要的参考借鉴     

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。     

生产氢气的新方法--接触辉光等离子体电解制氢

氢能源被认为是21世纪的清洁二次能源.文章介绍了一种新的制氢技术--接触辉光等离子体电解制氢.接触辉光等离子体电解制氢的基础是辉光等离子体电解.文章分析了辉光等离子体电解的非法拉第特性,阐述了辉光等离子体电解的化学反应机理;对接触辉光等离子体电解制氢技术、矿物燃料制氢技术、常规电解制氢技术进行了比较;分析了发展接触辉光等离子体电解制氢技术存在的问题.     

我国工业制氢技术路线研究及展望

文中主要对国内工业制氢领域已经进入成熟商业应用的技术路线进行对比研究,重点对制氢成本、原料来源和环境污染等方面进行分析。研究结果表明:在我国社会发展进入新时代,氢能源需求激增的条件下,采用化石能源制氢、化工原料制氢和工业副产物制氢都将受到高碳排放、引起污染和原料来源不可持续的影响,无法作为稳定的氢能供给来源。考虑可再生能源发电与电解水制氢结合,在有效解决风电和光伏发电消纳问题的同时降低制氢用电成本,应是未来我国氢能使用的最为可行的制氢方式。     

考虑多重不确定因素的可再生能源制氢场站最优运营策略研究

以可再生能源制氢场站这一新兴能源制造主体为对象,在电力市场环境下研究面对可再生能源出力和电力市场价格的多重不确定性因素时,可再生能源制氢场站最优运营策略模型,制氢场站的运营策略具体包括制氢场站中长期电量合同分解、电力现货市场购电量以及氢气生产计划。首先,建立了可再生能源制氢场站在电力市场环境下的运营框架,并以此为基础建立了可再生能源制氢场站确定性最优决策模型。其次,采用蒙特卡洛抽样和场景缩减方法,将风电出力的不确定性用具有代表性的典型场景进行刻画。接着,建立了基于信息间隙决策理论的计及现货价格不确定性的可再生能源制氢场站最优运营决策模型,该模型给出的决策能够保证可再生能源制氢场站的总成本不高于其最大所能接受的值。最后,通过算例仿真与对比证明了所提方法的有效性。     

能源微藻类生物质培养技术及能源物质形态构成

微藻生物能源研究已经成为全球生物质能源科技发展的趋势和热点之一。通过不断改进能源微藻类生物质培养技术,获得大量微藻生物质是微藻能源进行下游能源转化的前提条件。文章从藻细胞能源利用方式与能源微藻规模化生产角度,综述了能源微藻类生物质培养技术研究现状及藻细胞能源物质形态-细胞壁糖类与胞内油脂具体成分构成的研究进展,探讨了在实际户外规模培养中遇到的虫害问题。     

生物制氢技术的未来前景展望

介绍生物制氢的方式及其当前面临的技术难点,重点对其未来前景进行了展望。氢能源以其清洁、环保、高能、可再生等优势,可谓是一类充满潜力的替代燃料,与此同时,国内外相关领域对生物制氢技术的关注度已在逐年上升。假以时日,随着相关技术的不断完善,其必将改变世界能源结构体系,为人类的可持续发展起到重要推动作用。     

浙江沿海地区可再生能源制氢的成本研究

简介了电解水制氢技术路线,同时分析了可再生能源制氢方案中风电、光伏与制氢设备的配置方案并测算了制氢成本,成本分别为34.18～36.56元/kg和41.07～42.82元/kg,并且还分析了光伏结合谷电制氢的可能性,计算得出制氢成本约为25.56～26.95元/kg,具有较好的经济性。     

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。     

几种生物质制氢方式的探讨

生物质资源丰富，是一种重要的可再生能源而且其自身是氢的载体；与矿物燃料相比，具有挥发分高，硫、氮含量低等优点，无论是从能源角度还是从环境角度，发展生物质制氢技术都具有重要的意义。文章论述了生物质制氢的各种方式，介绍了各自的优缺点及面临的困难，着重论述了生物质热化学转换方式制氢，并对其未来的应用前景做了一定的预测。     

可再生能源制氢技术及应用综述

氢是最有希望取代传统化石燃料的能源载体,未来在能源结构中将占有一席之地。传统制氢技术需要消耗大量一次能源或生产原料,采用可再生能源制氢可产生巨大能源经济效益。本文从传统制氢技术出发,综述分析了太阳能、风能和生物质能制氢技术的现状与应用,对未来技术应用进行了展望。     

氢能及其应用前景分析

随着化石燃料的枯竭及其所带来的环境污染等问题的出现,开发清洁、高效、无污染的可再生能源是当前刻不容缓的任务。介绍氢能特点、制氢技术及其应用前景,并针对我国氢能的发展提出对策建议。     

21世纪理想的能源-氢能

分析了当前能源现状和形势，并对氢的性质特点，氢能的应用技术及制氢技术进行了阐述，为缓解日益严峻的能源问题和制定新能源战略计划提供了新的解决思路。     

氢能及其应用前景分析

随着化石燃料的枯竭及其所带来的环境污染等问题的出现,开发清洁、高效、无污染的可再生能源是当前刻不容缓的任务.介绍氢能特点、制氢技术及其应用前景,并针对我国氢能的发展提出对策建议.     

可再生能源制氢技术经济性评述及其在东盟地区应用评估

可再生能源电解制氢能够将波动性、间歇性的风能、光伏转化为氢能,使氢作为清洁、高效的能源载体,近年来逐渐受到重视,成为解决全球变暖、实现能源转型的关键技术之一.越来越多的世界主要经济体将制氢作为未来战略性能源技术,诸多大型企业也正在推动氢产业链的发展.从经济性角度,重点分析了可再生能源制氢在电网储能、小岛屿能源系统、燃料...     

能量投入与成本视角的氢能技术经济分析与产业发展政策

本文对氢能发展的能量效益与技术经济成本进行了分析,探讨了氢能发展的优劣势。在此基础上,本文认为氢能产业的发展路径应包括：（1）扩大应用范围,并通过需求增长拉动相应基础设施建设的发展,多使用低成本能源制氢;（2）继续突破关键性产业技术,实现技术成本的下降,主要在制氢环节和燃料电池环节;（3）寻找更能承担较高成本的用氢领域,主要是应急电力保障;（4）发展载氢液体燃料解决综合能源消耗尤其是在储存和运输中能耗过高的问题,建议使用褐煤、煤层气等廉价化石能源来源的氢与碳捕捉、生物碳相结合的制取路线。     

碳中和背景下含氢综合能源系统碳排放和经济性分析

为研究“碳中和”目标下含氢能利用的综合能源系统(Integrated energy system, IES)中氢气来源方式对系统运行特性的影响,针对包含可再生能源发电和制氢设备、冷热电能源转换和存储设备、碳捕集设备等多种类型能源利用设备的综合能源系统,考虑多种负荷平衡约束、设备运行约束和碳中和目标约束,以系统日运行成本最低为目标函数建立数学模型,以仿真园区综合能源系统为计算案例,分析了系统供能网络供应不同来源氢气和分布式可再生能源制氢方式对系统运行经济性和碳排放量的影响。研究表明：以可再生能源制备的氢气为燃料时综合能源系统的运行成本最高,但CO₂排放量最低;在碳中和前提下,将当地分布式可再生能源发电量中的98%用于供电、2%用于制氢比全制氢时该系统运行成本减少26.1%、碳排放量降低19.7%,比全供电时该系统碳排放量减少5%、运行成本增加2.85%;在碳中和前提下,当可再生能源制氢效率提升10%后,系统实现最低碳排放量时可将可再生能源制氢功率占比从原来的2%提升至5%;当碳捕集设备能耗减少10%后,系统实现最低碳排放量时可将可再生能源制氢功率占比从原来的2%提升...     

太阳能制氢：洁净的能源供给系统

太阳能制氢──洁净的能源供给系统夏祖璋根据世界资源研究所的报告，近年来在太阳能制氢方面的研究进展将会对未来的能源供给系统产生影响。目前，全球５０亿人口消费的商品能源约为１０００万兆瓦，其中８０％来自三大类化石燃料─—煤炭、石油和天然气，仅石油类燃料所...