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含氢能汽车负荷的住宅光-氢耦合能源系统容量优化配置

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中国电力 2023年第7期56卷 54-65页

作者：窦真兰张春雁赵慧荣姚禹琦彭道刚国网上海市电力公司上海200023 上海电力大学自动化工程学院上海200090

针对家用氢能汽车对住宅能源系统的影响,构建电、热、氢多元储能耦合光伏/光热设备的住宅氢能综合能源系统,提出基于混合整数线性规划理论的系统容量配置优化数学模型。首先,以光伏、光热高效产能为主体,以氢能为主要能量转换和存储媒介... 详细信息

针对家用氢能汽车对住宅能源系统的影响,构建电、热、氢多元储能耦合光伏/光热设备的住宅氢能综合能源系统,提出基于混合整数线性规划理论的系统容量配置优化数学模型。首先,以光伏、光热高效产能为主体,以氢能为主要能量转换和存储媒介,设计满足住宅电、热负荷及氢能汽车氢负荷的供能系统架构;其次,以系统内设备容量为优化变量,系统等年值投资费用最低为目标函数,供能可靠性等为约束条件,建立系统容量优化配置模型;最后,设置年总投资节约率和可再生能源利用率作为评价指标,求解得到优化后系统年总投资节约42.21%,可再生能源利用率提升33.32%。同时设置电动汽车和氢能汽车2种不同移动负荷场景,针对氢能设备价格进行灵敏度分析,结果表明当价格下调超过60%后含氢能汽车负荷的住宅供能系统将更具经济性优势。

关键词：氢能氢能汽车综合能源系统光伏光热容量优化配置

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氢能学科建设探索与人才培养研究

储能科学与技术 2024年第11期13卷 4235-4246页

作者：马美倩王艺霖邓传浩李惊涛赵凡沈国清华北电力大学学科建设处北京102206 华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 华北电力大学教务处北京102206

能源是经济社会发展的重要基础和保障,我国能源结构长期以煤为主,是全球最大的碳排放国家,能源清洁低碳转型要求紧迫。氢能作为清洁、低碳的二次能源,是能源低碳转型的关键。本文首先介绍了氢能产业的现状。为推动氢能产业发展,国家相... 详细信息

能源是经济社会发展的重要基础和保障,我国能源结构长期以煤为主,是全球最大的碳排放国家,能源清洁低碳转型要求紧迫。氢能作为清洁、低碳的二次能源,是能源低碳转型的关键。本文首先介绍了氢能产业的现状。为推动氢能产业发展,国家相继出台了一系列政策,在政策的推动下,氢能产业迅猛发展,但与国外发达国家相比还存在一定差距,氢能关键核心技术问题仍需突破,急需培养氢能领域“高精尖”人才以支撑氢能产业的发展。其次,本文阐述了我国氢能学科的建设情况。专业建设方面,目前氢能科学与工程作为新兴专业,开设院校还比较少,仅有六所高校开设了该专业;科学研究方面,各大高校成立科研团队、建设科研平台以开展氢能领域科学研究。此外,本文还介绍了氢能相关其他学术建设情况,包括出版氢能领域书籍、创办氢能相关期刊以及成立氢能领域学会的情况。之后,本文结合氢能多学科交叉特点,探索了氢能学科体系建设;结合氢能全产业链情况,围绕氢制备、氢储运、氢应用、氢安全四大方向,探索了氢能学科方向设置;围绕氢能人才培养,提出了氢能学科“学科交叉、产教融合、科教协同、国际交流”的人才培养模式,以培养氢能领域“综合型、应用型、创新型以及国际化”的杰出人才。最后,围绕氢能学科建设以及人才培养给出建议。

关键词：氢能学科建设人才培养

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考虑源荷不确定性的氢能微网容量优化配置

中国电力 2023年第7期56卷 21-32页

作者：袁铁江杨洋李瑞蒋东方大连理工大学电气工程学院辽宁大连116024 国网能源研究院有限公司北京102209

针对电热气耦合微网存在的能源利用率低、鲁棒性难以控制的问题,提出考虑源荷不确定性的氢能微网容量优化配置方法。首先,利用氢储能、电锅炉和有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)系统增加传统微网的电热气转换途径,构建多能耦合... 详细信息

针对电热气耦合微网存在的能源利用率低、鲁棒性难以控制的问题,提出考虑源荷不确定性的氢能微网容量优化配置方法。首先,利用氢储能、电锅炉和有机朗肯循环(organic Rankine cycle,ORC)系统增加传统微网的电热气转换途径,构建多能耦合、低碳高效的氢能微网;然后,提出一种基于有序聚类算法和模糊C均值(fuzzy C-means,FCM)聚类算法的电负荷-风电出力典型日选取方法,以年化总成本最小为优化目标,计及功率平衡、设备运行、储氢系统和天然气管道等约束,建立氢能微网容量优化配置模型;最后,对某工业园区的实际数据进行分析,得到系统中各设备的优化配置方案以及成本大小,并进行灵敏度分析,验证了所提模型可有效降低系统总成本、减少碳排放。

关键词：微网氢能源荷不确定性电热气耦合容量优化配置

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氢能-煤基能源产业战略转型路径研究

现代化工 2021年第7期41卷 1-4页

作者：王明华国能经济技术研究院有限责任公司北京102211

在碳达峰、碳中和的战略目标下,煤基能源的兴衰关系到煤炭、煤电和煤化工上下游各个相关板块,影响面甚广。通过研究能源形态变革的演进规律发现,氢能是架起传统能源与新能源之间的桥梁,是可再生能源高比例发展的推进器,是煤化工/冶金产... 详细信息

在碳达峰、碳中和的战略目标下,煤基能源的兴衰关系到煤炭、煤电和煤化工上下游各个相关板块,影响面甚广。通过研究能源形态变革的演进规律发现,氢能是架起传统能源与新能源之间的桥梁,是可再生能源高比例发展的推进器,是煤化工/冶金产业转型发展的原料仓,是交通/电力领域多元发展的动力源,是未来电网平衡的稳定器。基于此,研究提出了氢能-煤基能源产业发展的契入点,布局氢源和制氢技术,建设通道,建立一体化产业发展模式,激活煤炭原料属性,实现CO_(2)零排放。最后阐述了氢能-煤基能源产业发展路径和建议,以切合国家能源发展战略,实现国家应对气候变化的总体目标。

关键词：氢能煤基能源煤炭战略转型 CO_(2)零排放燃料电池

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氢能与碳捕集、利用与封存产业协同发展研究

热力发电 2021年第1期50卷 18-23页

作者：王伟杰彭勃李顺刘琦贾冀辉中国石油大学(北京)非常规油气科学技术研究院北京102249

氢能是未来最具有发展潜力的二次能源,对发展低碳经济的作用显著,但是利用化石能源制氢,获得氢气的同时会排出大量CO2,这严重制约氢能的发展。碳捕集、利用与封存(CCUS)是一种CO2减排技术,氢能与CCUS技术耦合,有利于氢能与CCUS产业的协... 详细信息

氢能是未来最具有发展潜力的二次能源,对发展低碳经济的作用显著,但是利用化石能源制氢,获得氢气的同时会排出大量CO2,这严重制约氢能的发展。碳捕集、利用与封存(CCUS)是一种CO2减排技术,氢能与CCUS技术耦合,有利于氢能与CCUS产业的协同发展。本文从国家层面系统调研了全国氢能产业发展的政策以及规划,对氢能发展政策与CCUS技术激励政策进行了对比分析。在我国典型区域,根据氢能发展规模分析了该区域氢能的CO2排放规模;同时结合典型区域CCUS技术的减排潜力,对氢能与CCUS技术的源汇匹配情况进行了评估,并分析了两者协同对地方经济及就业的影响。在技术层面,对氢能技术链条中碳排放特征进行了分析,对氢能与CCUS技术耦合的可行性进行了讨论,并提出了氢能与CCUS技术耦合优化的建议。通过政策协调、技术耦合、不同层面的推广与示范,氢能和CCUS技术在未来的能源产业可以实现协同发展。

关键词：氢能 CCUS 协同发展技术耦合激励政策减排潜力

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欧洲—北非氢能协同发展研究

中国电力 2024年第7期57卷 151-162页

作者：胡旭安锐坚杜宇晨施啸寒王越朱雀基金管理有限公司上海200120 全球能源互联网发展合作组织北京100031 国网国际发展有限公司北京100031 电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学) 山东济南250061 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083

氢能作为一种来源丰富、绿色低碳的二次能源,将是全球能源转型发展的重要载体之一。近年来,世界主要国家和地区均出台一系列政策支持氢能发展,欧洲也制定相关政策保障区域能源安全和促进氢能发展,加强和周边国家联动发展氢能产业。北非... 详细信息

氢能作为一种来源丰富、绿色低碳的二次能源,将是全球能源转型发展的重要载体之一。近年来,世界主要国家和地区均出台一系列政策支持氢能发展,欧洲也制定相关政策保障区域能源安全和促进氢能发展,加强和周边国家联动发展氢能产业。北非地区可再生能源开发潜力巨大,但该区域能源结构单一,化石能源占地区能源消耗的比重超过90%,对区域经济、环境可持续发展造成严重阻碍。随着全球可再生能源发电成本的下降和清洁能源转型步伐的加快,借助欧洲成熟的政策帮助、技术支持和广阔的市场需求,利用可再生能源发展绿氢产业的构想将是北非区域突破发展瓶颈的一个重要机遇。根据测算,北非地区利用可再生能源电力制取绿氢并输出到欧洲市场,经济性上可与欧洲本地绿氢竞争,潜力巨大。然而,由于政策资金的缺失,以及对传统能源依赖程度过高,转型较为困难。北非国家需要加强政策指引、促进国际合作、优化投资环境和加快示范项目落地实施,以推动区域氢能开发和外送,带动能源转型,成为欧非区域乃至全球氢能枢纽中心。

关键词：氢能欧洲北非低碳能源转型可再生能源

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氢能利用安全技术研究与标准体系建设思考

中国工程科学 2020年第5期22卷 144-151页

作者：曹湘洪魏志强中国石油化工集团有限公司北京100728

中国车用氢能产业正处于快速起步阶段。充分认识氢气的危险性、安全利用氢能是我国车用氢能产业健康发展的基础。本文在分析氢气的物理化学性质和氢气与材料相容性问题后,提出了实现氢气安全利用的三个基本原则;系统介绍了日本在高压氢... 详细信息

中国车用氢能产业正处于快速起步阶段。充分认识氢气的危险性、安全利用氢能是我国车用氢能产业健康发展的基础。本文在分析氢气的物理化学性质和氢气与材料相容性问题后,提出了实现氢气安全利用的三个基本原则;系统介绍了日本在高压氢能安全利用方面的研究成果与安全技术措施,提出了我国燃料电池汽车(FCEV)发展中安全利用氢能的建议:一是总体规划设计,加大科技投入,形成以国家氢能安全实验室为主体,社会科技力量积极参与的研究体制;二是加快修订完善车用氢能安全标准体系;三是构建70 MPa涉氢装备制造体系。

关键词：氢能燃料电池汽车安全技术标准体系

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氢能及燃料电池产业瓶颈分析与思考

现代化工 2021年第4期41卷 1-4,10页

作者：于广欣纪钦洪刘强肖钢熊亮中海油研究总院有限责任公司新能源研究中心北京100028

为应对气候变化全球掀起氢能发展热潮,普遍认为氢将在能源转型中发挥关键作用。国内稳定的政策环境,支持产业链上下游企业及社会资本介入,推动氢能及燃料电池产业快速进入示范应用阶段,但大规模发展仍面临着氢燃料电池成本高、加氢站设... 详细信息

为应对气候变化全球掀起氢能发展热潮,普遍认为氢将在能源转型中发挥关键作用。国内稳定的政策环境,支持产业链上下游企业及社会资本介入,推动氢能及燃料电池产业快速进入示范应用阶段,但大规模发展仍面临着氢燃料电池成本高、加氢站设施薄弱、终端用氢成本高等技术与成本瓶颈。未来,技术、标准规范、政策等多因素协同发力将有助于加快氢能及燃料电池产业商业化步伐。

关键词：氢能质子交换膜水电解加氢站燃料电池

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氢能产业标准化体系:中外比较及启示

科技导报 2022年第24期40卷 38-49页

作者：张灿张明震中国矿业大学(北京)管理学院北京100083 中电建新能源集团新能源与储能研究院北京100101

“碳达峰、碳中和”目标下,标准规范、有序发展的氢能产业是中国新时代、新阶段能源结构的重要组成部分,如何构建保障中国氢能产业高质量发展的标准体系是一项值得深入思考的课题。首先论述了氢能标准化指导产业发展、减少贸易壁垒、增... 详细信息

“碳达峰、碳中和”目标下,标准规范、有序发展的氢能产业是中国新时代、新阶段能源结构的重要组成部分,如何构建保障中国氢能产业高质量发展的标准体系是一项值得深入思考的课题。首先论述了氢能标准化指导产业发展、减少贸易壁垒、增强产业竞争力等意义,梳理了国外氢能产业标准化现状,国际标准化组织ISO和国际电工委员会IEC是氢能最主要的国际标准化组织,欧盟正在全力打造氢能区域标准体系,美国氢能的产业标准体系目前最完善,日本关于氢能安全标准体系的建设值得中国借鉴;接着论述中国构建氢能产业标准化体系的政策、市场、技术、社会环境等多重优势,但同时也存在市场前瞻性与可行性不足、细分领域标准缺失、标准化团体协调机制不完善、参与制定国际标准有限等问题最后提出推动建设中国氢能多级复合标准体系、完善氢能安全等细分领域标准、积极参与制定氢能国际标准以及合理布局氢能检验检测和认证机构等建议。研究通过对中外氢能产业的标准化体系比较,为制定中国氢能产业标准化提供启示和参考。

关键词：氢能标准化体系能源结构新能源产业:高质量发展