我国SPE制氢技术产业化经济性分析北大核心CSCD

本文以可再生能源SPE电解制氢工程为研究对象,绿电制氢产能选择1000 Nm^(3)/h,使用工程经济学的项目投融资分析理论,系统地研究了1000 Nm^(3)/h绿电制氢厂的总投资、总成本费用、经营成本、售氢收益等,获得了累计净现值(NPV)、内部收益率(IRR)和静态投资回收期(P_(t))等关键指标。结果表明,制氢厂总投资11176.94万元,占地面积10.47亩(1亩=666.67 m^(2)),经营成本中年电量消耗占比达86.4%,是制氢厂运营期间的最大成本。本文计算条件下,制氢厂有关财务指标为NPV=21732.1万元≥0,P_(t)=8.8年,IRR=11.63%。同时,研究还发现设备购置费、加氢站枪口价格、绿电电价和政府补贴对制氢厂的经济性非常敏感,投资者要根据地方社会条件因地制宜实施差别化决策。研究还指出,制氢厂产能达到308 Nm^(3)/h时,即生产能力利用率(EBP)为30.08%,开始达到盈亏平衡点,盈亏平衡点随着运营年份动态向上迁移,因此制氢厂要尽量满制,提高产能以获取更多经济收益。最后,研究还指出制氢厂寿期实施大修1次,投入按购置设备费20%择取,IRR为11.05%。政府补贴持续15年,IRR(寿期一次大修)为8.1%,NPV为7438.6万元。     

浮式风电制氢装置设计研究

对浮式风电制氢装置工程化进行了研究,并基于8～10 MW的浮式风电平台,设计了3MW独立式风电制氢装置,制定了利用风机发电提供的能源,提取海水进行纯化和电解水制氢的技术路线,提出了关键设备的技术要求,并进行了系统的布置及初步的安全性和经济性分析。结果表明,由于经济性差,海工应用还不成熟,目前海上浮式制氢的工程化还需要一个过程,进行工程试验是大规模工程化的前提。     

电解水制氢厂站经济性分析北大核心CSCD

氢能是支撑智能电网和可再生能源发电规模化的最佳能源载体,发展电解水制氢是实现碳减排的重要技术路径。当前,电解水制氢成本较高,尚不具备在工业、交通、建筑等领域大规模应用的竞争力。本文对电解水制氢厂站的全生命周期成本进行研究,比较不同技术路线下电解水制氢的成本构成。结果表明,设备购置成本、电力成本和设备耐久性是影响电解水制氢综合成本的关键因素。碱性电解槽由于具有更低的设备购置成本,综合制氢成本低于质子交换膜电解槽。提高电解槽运行温度、开发高效率电解槽以及提高电解槽耐久性可显著降低电解制氢厂站的全生命周期电耗,从而降低制氢综合成本。分析表明,每降低制氢电耗1 k Wh/Nm^(3),可降低氢气平准化成本幅度为1.1 P元/Nm^(3)(P是电价,元/kWh);当电价更低时,氢气的平准化成本也相应降低,电价降低0.01元/kWh,氢气平准化成本的降幅为0.057元/Nm^(3)。     

中国风电CDM项目经济性分析

中国风电项目开发的主要障碍在于投资不足和融资风险相对较高。分析中国风电项目融资中的问题．对促进我国风电行业发展具有前瞻意义。文中通过构造并网型风电项目案例,讨论了项目经济性评估以及CDM合格性认定中存在的典型问题,提出了综合考虑国家政策和国际CDM资金的并网风电类项目的评价模式,以期能对中国风电行业发展有所裨益。     

风电制氢的甲烷化消纳的可行性分析

风电制氢是解决高风电渗透率电网"弃风限电"问题的有效方法,而利用氢气甲烷化制备天然气是解决氢气存储、输运及消纳难题的可行思路.对风电制氢技术的基本原理及其在国内外的发展现状进行了介绍,并讨论了制约其发展的主要因素;然后介绍了氢气甲烷化技术的基本原理及其相关技术的发展现状,并在此基础上讨论了风电制氢的甲烷化消纳的可行性;...     

风电项目投资及其运行的经济性分析

风电项目投资的经济性,主要体现在成本与价格的对比关系上;风电项目运行的经济性,体现在风电替代火电而产生的成本(收益)变化上.通过建立相关成本分析模型发现,在目前风电设备价格较高而风电价格偏低的情况下,风电项目投资的经济性并不明显,但从长期来看,风电投资成本下降进而使其经济性改善的空间却很大.由于节能和减排的贡献,风电项目运行的经济性要明显优于风电投资,并且越是在发展初期就越明显.建议通过以价格补贴等方式,将风电项目运行的经济性转化为投资收益,推动风电产业的健康成长.     

独立式海上风电制氢工艺设计

目的   文章旨在为充分利用深远海优质的风资源,解决海上风电的弃风问题以及对未来新能源船舶提供一种可能的海上氢气燃料供给方式。 方法   论述了一种依托于独立式海上平台的海上风电耦合海水制氢技术的工艺流程,主要对关键设备——质子交换膜电解水制氢系统、氢气压缩机、氢气储罐及部分辅助设备的工艺设计问题进行阐述,简略说明了制氢平台的控制方案,并且对其经济性进行了初步分析。 结果   从工艺设计的角度对海上风电制氢平台上的设计仅在较为前期的阶段,关键设备的供应链市场处于发展初级时期且大部分供应商未进军海工市场,表明现今海上浮式制氢的工程设计到工程化还不成熟且可再生能源制氢经济性较差。 结论   目前,海上风电还无法做到平价上网,海洋风电耦合氢能应用还需要一个长期过程,进行工程试验是大规模工程化的前提。     

考虑制氢效率提升的风电制氢系统优化控制策略

通过分析电解制氢效率与制氢功率的关系,提出一种基于分段模糊控制电解槽阵列效率提升的策略,基于大规模风-氢耦合系统应用场景,建立考虑风电制氢效率的风电制氢系统优化调度模型,并采用人工蜂群算法求解最优制氢功率。仿真结果表明,所提出的控制策略不仅可保证电解槽的安全运行,同时能提高电解槽的制氢效率,为电解制氢系统在电力系统中的大规模应用提供理论依据。最后,在此基础上,加入电解槽阵列的模块化优化策略,使建立的分段模糊控制器能够统筹安全性、经济性、能效性,以期为氢能在电力系统中的大规模应用提供理论依据。     

风电耦合海水淡化制氢技术研究

为了解决当下化石能源大量使用引起的碳排放问题以及风力发电大规模发展引起的新能源电力消纳问题,采用风电耦合海水制氢是实现由化石能源向绿色清洁能源转变的理想途径,同时该方法既可以促进新能源电力消纳,又可以缓解因大量消耗淡水所引起的资源分配问题.根据理论能耗计算结果以及海水淡化技术成本的分析可知,相比于目前仍处于研究阶段的海...     

开关磁阻风电制氢动力传动系统机电耦合动力学分析

为揭示开关磁阻风电制氢动力传动系统的机电耦合作用规律,考虑齿轮系统的详细特性和制氢装置非线性物理细节以及发电机电磁特性,建立包含风轮、齿轮传动系统、开关磁阻发电机、制氢装置的开关磁阻风电制氢动力传动系统机电耦合动力学模型,仿真分析变风况下系统的能量流、机电耦合动力学特性以及并联电解槽数量对系统动态特性的影响.结果表明:...     

典型北方城市的风能制氢系统方案及其经济性评估

当前,氢能作为一种清洁高效的二次能源,是能源技术革命的一个重要发展方向;其中,风能制氢被认为是最有前景的低碳解决方案。尤其是拥有丰富的风能资源的我国北方区域,在利用风电进行大规模制氢方面具备了较大的潜力。本文从吉林省白城市的具体实际情况出发,对风能制氢项目总体规划进行了介绍;首先,对氢气制备、存贮、压缩、输送及加氢站的参数及配置进行了分析;然后,根据风电场与制氢站的规模设计了风能制氢系统的运行方案,包括余电上网和孤网两种方式;最后,通过构建经济性评价指标,对制氢系统采用不同运行方案下的成本和收益进行了估算。这对我国北方城市风能综合利用具有一定的借鉴意义。     

全球风电成本的初步分析

通常，风电被认为在经济性上没有什么竞争力。但，据Poul Erik Morthorst和Hugo Chandler两位的统计，在过去的15年里，风电的实际成本已经下降了50％之多，而且这种趋势还在继续。     

风电消纳下多型号制氢机组阵列优化调度研究

以风电消纳下多型号制氢机组阵列的优化调度为研究对象,首先研究碱式制氢机组的功率-效率特性。在此基础上,以经济收益最大化为目标,对机组出力进行双层优化。使用所提混合二进制萤火虫算法进行机组启停状态优化,粒子群算法进行考虑功率-效率特性的机组功率分配优化。最后对多种阵列方案的经济收益和风电消纳能力进行对比分析。实验结果证明所提算法的有效性和多型号制氢机组阵列方案的优越性。     

面向风电制氢的超短期组合功率预测

为解决因风电随机性带来的“弃风”问题,实现宽功率波动下的高效制氢,提出基于最小二乘支持向量机（LSSVM）的超短期组合预测模型,提高风电功率预测鲁棒性。通过变分模态分解（VMD）预处理将风电功率分解为不同带宽的子模态,以降低随机噪声及模态混叠的影响;引入蜻蜓算法（DA）优化LSSVM,建立超短期组合预测模型,以满足电解槽控制的时间分辨率及精度要求。以河北省某风电制氢示范项目为例,验证该算法对于高波动性数据具备更高的预测精度,为风电制氢系统的优化控制提供依据。     

基于SA-PSO的风电消纳经济性动态规划分析

  [目的]  电网运行规划研究在电力系统中具有十分重要的地位,对电源布局具有决策意义,其本质上是一个多约束组合优化问题,重点研究了风电运行成本的计算模型。  [方法]  该模型对电源布局规划中需要重点考虑的约束问题进行了分析,采用粒子群算法用于解决此类目标优化问题,并结合模拟退火理论对传统粒子群算法进行了优化处理。  [结果]  通过仿真计算,与遗传算法及粒子群算法进行了对比分析,证实了这种算法的优越性,可以找到满足各种约束条件的最优电网出力方案。最后,进一步分析了在不同风速下对风电并网运行成本影响。  [结论]  该模型应用于电网规划分析是可行且有效的。     

太阳能制氢

氢是我们目前了解到的自然界中最理想的燃料。氢燃烧产生水,对环境不造成任何污染,不影响大自然的生态平衡,是一种“干净”的燃料。氢可以长期储存,也可以远距离运输,因此可以在荒漠地区集中生产,输送到其它地方使用。氢的热值高,可以作为发动机的燃料,替代石油。所以,科学家们对氢燃料抱有特别大的期望。虽然氢燃料具有上述那么多优点,但它却不象煤、石油和天然气那样,可以从地下开采得到。在自然界中,氢已和氧化合成水。人们要得到氢,必须从水中进行分解。例如,工业上常采用电解水制氢,也可以采用煤、石油等常规燃料燃烧所产生的热去分解水制氢,     

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     

中国不同制氢方式的成本分析

氢能是我国能源系统大幅度低碳转型和实现2060年"碳中和"目标的重要技术选择之一.氢能来源广泛、高效清洁,碳排放主要来自于制氢阶段,不同制氢方式的制氢成本和碳排放强度存在较大差异.本研究以中国氢能生产现状和实际价格水平为基础,建立平准化制氢成本(LCOH)模型,测算了不同制氢方式的平准化成本和碳排放强度.研究发现,煤制...     

可再生能源制氢系统制氢电源研究

利用风电、光伏发电等可再生能源电力的制氢系统是未来制备氢能的发展方向,而制氢电源是制氢系统的核心部件.传统的基于晶闸管整流电路的制氢电源(下文简称为"晶闸管制氢电源")存在功率因数低、谐波大,延迟长等缺点.针对这一问题,本文采用PWM整流器作为制氢电源(下文简称为"PWM制氢电源"),把逆变电路中的SPWM调制和数字控...