近日，中國能建華北院完成的“可再生能源電解水制氫系統(tǒng)集成技術(shù)研究與應(yīng)用”項目，通過中國電機工程學(xué)會技術(shù)鑒定。鑒定委員會一致認(rèn)為本項目技術(shù)總體處于國際先進(jìn)水平。
鑒定認(rèn)為，本項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，對支撐此類項目的建設(shè)及運行有重要作用，對促進(jìn)綠氫產(chǎn)業(yè)鏈工程設(shè)計技術(shù)進(jìn)步有重要意義。
該項目自2020年開始研發(fā)，針對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、運行控制等方面開展研究，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)用于多個可再生能源電解水制氫項目的設(shè)計咨詢工作。累計投資超過1400億元，年產(chǎn)氫量總計超過50萬噸，年碳減排量超過500萬噸。
該集成技術(shù)適用于多種電源、多應(yīng)用場景及多目標(biāo)的可再生能源電解水制氫項目的設(shè)計及運行，并為此類項目的安全穩(wěn)定高效經(jīng)濟(jì)運行提供技術(shù)支撐，具有以下功能特點：
建立風(fēng)光發(fā)電+電解水制氫+儲氫+綠氫化工運行模型
可對風(fēng)光發(fā)電+電解水制氫+儲氫/儲電+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程經(jīng)濟(jì)評價模型
可充分考慮設(shè)備投資、土地成本、運行成本、投資收益等因素，評價綠氫、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)，滿足工程建設(shè)評價要求。
開發(fā)可再生能源電解水制氫優(yōu)化匹配軟件
依托自主開發(fā)的全流程運行模型及經(jīng)濟(jì)評價模型，首次采用啟發(fā)式尋優(yōu)算法，進(jìn)行全年小時級或更高時間精度等級的運行模擬，給出滿足單位質(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)用于工程項目中的效率和準(zhǔn)確性。
典型項目
中煤鄂爾多斯能源化工有限公司10萬噸/年太陽燃料-二氧化碳制甲醇示范工程
該項目是全球首個液態(tài)陽光技術(shù)大規(guī)模工業(yè)化示范項目，利用太陽能、風(fēng)能等可再生能源綠電通過電解水生產(chǎn)綠氫，再與煤化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的二氧化碳通過人工光合作用產(chǎn)生液態(tài)陽光燃料——"綠色甲醇"。
項目建設(shè)將打通液態(tài)陽光技術(shù)全流程，對推動我國可再生能源大規(guī)模制氫與煤化工產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展、實現(xiàn)煤化工產(chǎn)業(yè)向零碳綠色化工轉(zhuǎn)型、緩解國家能源安全問題都具有重大戰(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)完成了本項目可行性研究及基礎(chǔ)設(shè)計，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)計等。
中煤10萬噸液態(tài)陽光項目系統(tǒng)流程示意圖
中國能建甘肅酒泉風(fēng)光氫儲及氫能綜合利用一體化示范項目
該工程是風(fēng)光氫儲及氫能綜合利用一體化示范項目，利用玉門豐富的風(fēng)光資源發(fā)電，通過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，通過本技術(shù)完成系統(tǒng)構(gòu)建，給出最優(yōu)的風(fēng)電、光伏、電解槽、氫儲罐、合成氨等系統(tǒng)容量配置。
中能建甘肅酒泉風(fēng)光氫儲及氫能綜合利用一體化項目效果圖
中國能建埃及蘇伊士運河區(qū)綠氫項目
該項目利用埃及地區(qū)的風(fēng)光資源，建設(shè)21.6萬噸/年產(chǎn)能的風(fēng)光電解水制氫工廠，配套建設(shè)120萬噸/年合成綠氨項目。華北院利用本技術(shù)完成了系統(tǒng)初步方案，支撐中國能建第一個綠氨項目出海。
中國能建埃及蘇伊士運河區(qū)綠氫項目建設(shè)概念圖
