风光互补发电制氢耦合合成氨系统的配置分析

作     者：龚思琦 杨洋 李初福 白祝洽 孙浩哲 张晓方 许明 GONG Siqi;YANG Yang;LI Chufu;BAI Zhuqia;SUN Haozhe;ZHANG Xiaofang;XU Ming

作者机构：北京低碳清洁能源研究院北京102211 国华(宁夏)新能源有限公司宁夏银川750001 国华能源投资有限公司北京100007 

出 版 物：《洁净煤技术》 (Clean Coal Technology)

年 卷 期：2024年第30卷第5期

页      面：38-45页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2022YFB2403200) 国家能源投资集团科技创新资助项目(GJNY-22-95) 

主　　题：可再生能源制氢 合成氨 绿氨 系统模拟 

摘      要：将可再生能源制氢与传统化工过程结合实现电-氢-化耦合,不仅可提高可再生能源的利用消纳,还有利于化工过程的绿色低碳转型。针对电-氢-化耦合系统中存在的可再生能源波动性与化工过程稳定性需求的矛盾,建立了大规模风光互补发电制氢-储氢-合成氨系统的配置模型,基于西北地区典型风光发电曲线研究风光配比、制氢容量、制氢最小负荷和氢气储罐体积等关键参数对系统运行的影响规律,并分析系统的全年运行特性。计算结果表明:当风光配比为8∶3且制氢容量与风光平均输出功率接近时,可在较小储罐体积工况下降低网电补充。制氢最小负荷降低和储罐体积增加有利于降低网电补充,有望实现系统纯绿电运行。当系统参数配置为风光配比8∶3、制氢容量400 MW、制氢最小负荷20%和氢气储罐体积100000 m^(3)时,全年平均网电补充比例在5%左右。对系统8760 h的模拟结果表明,制氢装置的负荷调节可减缓系统受风光发电波动的影响,通过储氢装置的进一步缓冲,可实现合成氨装置在50%~110%负荷的连续运转。