近日，中國(guó)能建華北院完成的“可再生能源電解水制氫系統(tǒng)集成技術(shù)研究與應(yīng)用”項(xiàng)目，通過(guò)中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)技術(shù)鑒定。鑒定委員會(huì)一致認(rèn)為本項(xiàng)目技術(shù)總體處于國(guó)際先進(jìn)水平。
鑒定認(rèn)為，本項(xiàng)目在可再生能源電解水制氫系統(tǒng)集成技術(shù)方面取得創(chuàng)新成果，對(duì)支撐此類(lèi)項(xiàng)目的建設(shè)及運(yùn)行有重要作用，對(duì)促進(jìn)綠氫產(chǎn)業(yè)鏈工程設(shè)計(jì)技術(shù)進(jìn)步有重要意義。
該項(xiàng)目自2020年開(kāi)始研發(fā)，針對(duì)可再生能源電解水制氫工程化的需求，在系統(tǒng)集成、優(yōu)化匹配、運(yùn)行控制等方面開(kāi)展研究，研制了可再生能源電解水制氫系統(tǒng)集成技術(shù)。目前已應(yīng)用于多個(gè)可再生能源電解水制氫項(xiàng)目的設(shè)計(jì)咨詢(xún)工作。累計(jì)投資超過(guò)1400億元，年產(chǎn)氫量總計(jì)超過(guò)50萬(wàn)噸，年碳減排量超過(guò)500萬(wàn)噸。
該集成技術(shù)適用于多種電源、多應(yīng)用場(chǎng)景及多目標(biāo)的可再生能源電解水制氫項(xiàng)目的設(shè)計(jì)及運(yùn)行，并為此類(lèi)項(xiàng)目的安全穩(wěn)定高效經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供技術(shù)支撐，具有以下功能特點(diǎn)：
建立風(fēng)光發(fā)電+電解水制氫+儲(chǔ)氫+綠氫化工運(yùn)行模型
可對(duì)風(fēng)光發(fā)電+電解水制氫+儲(chǔ)氫/儲(chǔ)電+綠氫化工全流程進(jìn)行生產(chǎn)模擬。
某工程各季節(jié)典型日發(fā)電與制氫用電負(fù)荷平衡圖
某工程全年風(fēng)光發(fā)電與制氫用電及棄電量熱力圖
建立風(fēng)光制氫綠氫化工全流程全過(guò)程經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型
可充分考慮設(shè)備投資、土地成本、運(yùn)行成本、投資收益等因素，評(píng)價(jià)綠氫、綠氨、綠色甲醇等不同產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性，以氫氣成本最低為主要目標(biāo)，滿(mǎn)足工程建設(shè)評(píng)價(jià)要求。
開(kāi)發(fā)可再生能源電解水制氫優(yōu)化匹配軟件
依托自主開(kāi)發(fā)的全流程運(yùn)行模型及經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)模型，首次采用啟發(fā)式尋優(yōu)算法，進(jìn)行全年小時(shí)級(jí)或更高時(shí)間精度等級(jí)的運(yùn)行模擬，給出滿(mǎn)足單位質(zhì)量氫氣成本最低、碳排放較低等不同目標(biāo)要求的最優(yōu)系統(tǒng)配置，提高本技術(shù)應(yīng)用于工程項(xiàng)目中的效率和準(zhǔn)確性。
典型項(xiàng)目
中煤鄂爾多斯能源化工有限公司10萬(wàn)噸/年太陽(yáng)燃料-二氧化碳制甲醇示范工程
該項(xiàng)目是全球首個(gè)液態(tài)陽(yáng)光技術(shù)大規(guī)模工業(yè)化示范項(xiàng)目，利用太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源綠電通過(guò)電解水生產(chǎn)綠氫，再與煤化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的二氧化碳通過(guò)人工光合作用產(chǎn)生液態(tài)陽(yáng)光燃料——"綠色甲醇"。
項(xiàng)目建設(shè)將打通液態(tài)陽(yáng)光技術(shù)全流程，對(duì)推動(dòng)我國(guó)可再生能源大規(guī)模制氫與煤化工產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展、實(shí)現(xiàn)煤化工產(chǎn)業(yè)向零碳綠色化工轉(zhuǎn)型、緩解國(guó)家能源安全問(wèn)題都具有重大戰(zhàn)略意義。華北院 利用可再生能源電解水制氫系統(tǒng)集成技術(shù)完成了本項(xiàng)目可行性研究及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，包括全系統(tǒng)容量配置優(yōu)化、電解水制氫單元優(yōu)化設(shè)計(jì)等。
中煤10萬(wàn)噸液態(tài)陽(yáng)光項(xiàng)目系統(tǒng)流程示意圖
中國(guó)能建甘肅酒泉風(fēng)光氫儲(chǔ)及氫能綜合利用一體化示范項(xiàng)目
該工程是風(fēng)光氫儲(chǔ)及氫能綜合利用一體化示范項(xiàng)目，利用玉門(mén)豐富的風(fēng)光資源發(fā)電，通過(guò)電解水制取綠氫合成綠氨。華北院根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)光資源情況及氫氣需求特點(diǎn)，通過(guò)本技術(shù)完成系統(tǒng)構(gòu)建，給出最優(yōu)的風(fēng)電、光伏、電解槽、氫儲(chǔ)罐、合成氨等系統(tǒng)容量配置。
中能建甘肅酒泉風(fēng)光氫儲(chǔ)及氫能綜合利用一體化項(xiàng)目效果圖
中國(guó)能建埃及蘇伊士運(yùn)河區(qū)綠氫項(xiàng)目
該項(xiàng)目利用埃及地區(qū)的風(fēng)光資源，建設(shè)21.6萬(wàn)噸/年產(chǎn)能的風(fēng)光電解水制氫工廠，配套建設(shè)120萬(wàn)噸/年合成綠氨項(xiàng)目。華北院利用本技術(shù)完成了系統(tǒng)初步方案，支撐中國(guó)能建第一個(gè)綠氨項(xiàng)目出海。
中國(guó)能建埃及蘇伊士運(yùn)河區(qū)綠氫項(xiàng)目建設(shè)概念圖
