欧盟JRC评估电解制氢在未来脱碳电力系统中的作用

  

  欧盟联合研究中心(JRC330日发布《氢气生产在未来可持续电力系统中的作用》报告[1],探讨了电解制氢在未来脱碳电力系统中的作用。将氢气作为一种能源载体引入电力系统将使跨部门的系统集成成为可能。氢气主要通过电解获取,因此报告认为电解槽将成为电力系统向稳定、可持续和全可再生能源系统转型的重要组成部分。报告主要内容如下。

  1、电解槽将成为未来电力系统的重要组成部分

  报告假设碳捕集与封存技术并未广泛部署,电解是制氢的主要工艺。到2050年,要最大限度地利用可再生能源发电满足制氢需求,太阳能和风能装机容量将比2030年增加10倍。电解制氢将首先利用波动性可再生能源的过剩电力,当电力转化为其他能源载体Power-to-X)技术被广泛应用于生产合成液体燃料时,电解技术将成为电价的决定因素,电解槽电力需求将占总负荷的大部分,可起到目前传统集中式调度发电的作用。

  2、未来电力系统的负荷方与发电方将角色互换

  未来电力系统及市场将使各方受益,由于可再生能源的波动性及电解槽的可调度性,电力需求方和供应方将发生角色转换:以电解槽为主的需求方将提供能源并平衡系统,以可再生能源为主的发电方则将成为非弹性部分。

  3、未来电力系统中电解槽制氢的定量分析结果

  1)由于电价较低,电解槽60欧元/千瓦时的投标价格转化为大多数国家的平均电力价格为2735欧元/千瓦时。

  2)由此推算的氢气生产成本约为3欧元/千克。

  3)电解槽的工作时间在20007500小时之间,超过4500小时的国家需具有以下条件:总发电量至少为净电力需求的2.5倍,意味着至少60%的电力需求来自电解槽;风能为主要的波动性可再生能源,风能与太阳能发电量之比至少为2.5;电解槽装机规模为波动性可再生能源装机容量的16%24%

  4、电解槽可能是向全可再生能源电力系统过渡的关键

  除了提供氢气,电解槽还可能起到三大功能:增强电力系统稳定性;平衡电力市场价格;通过燃料电池转换到发电模式,替代传统燃气发电机。因此,电解槽不仅可以平衡电力系统,还可平衡目前的电力交易市场。此外,电解制氢比带有碳捕集系统的甲烷蒸汽重整制氢更有成本竞争力。在大多数国家,陆上风电、海上风电和太阳能发电都可从当前电力市场中收回全部或大部分投资成本。                     (岳芳)

 

  


 

[1] The potential role of H2 production in a sustainable future power system. http://publications.jrc.ec.europa.eu/repository/bitstream/JRC115958/kjna29695enn.pdf

原文始发于:欧盟JRC评估电解制氢在未来脱碳电力系统中的作用

 

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