热能动力工程

作者：胡道明，李 蛟，杜晓东，王玉璋

单位：上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240；动力机械及工程教育部重点实验室，上海 200240,,上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240；动力机械及工程教育部重点实验室，上海 200240,,上海船舶设备研究所，上海 200031,,上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200240；动力机械及工程教育部重点实验室，上海 200240,

关键词：综合能源系统;碳中和;可再生能源制氢;碳捕集技术;经济性分析

基金：国家科技重大专项(2017-V-0011-0063)

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CO2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%提升至23%。

来源：2023年第4期

《热能动力工程》期刊编辑部

查看热能动力工程杂志2023年第4期