氢储能关键技术路线及思考.pptx

支撑新型电力系统建设的氢储能关键技术路线及思考

1新型电力系统关键技术2氢储能系统中长周期运行特性3源-网-荷-氢优化调度模型4双碳目标下氢储能系统碳排放潜力报告提纲

新型电力系统是以确保能源电力安全为前提，以新能源为供给主体，以智能电网为枢纽平台，以源网荷储—体化与多能互补为支撑，以清洁低碳、安全可控、灵活高效、智能友好、开放互动为基本特征的电力系统分布式新能源合理配置储能系统由于新能源强随机性和高波动性，储能技术被认为是解决新能源出力不稳定的重要手段大规模高比例新能源接入创新电网结构形态与运行模式增强电源协调优化运行能力新型储能技术规模化应用大力提升电力负荷弹性风电、光伏发电为主，集中式与分布式并存大电网与微电网并存，微电网有并网/离网模式用户既是电力消费者，又是电力生产者“源网荷储”互动，源侧、网侧与荷侧均可灵活调节目标=l=!---积极发展“新能源+多元储能”、源网荷储一体化和多能互补，支持县发电侧形态赫座国电网侧形态传统电力系统与新型电力系统对比火电为主单一大电网需求口口口口口1.新型电力系统关键技术源随荷动皿以同步机和电力电子设备共同主导的混合系统03仅为电力消费者旧+断盛 TA机械电磁系统技术基础形态电能平衡方式文烟用户侧形态!Am

时间尺度应用场景运行特点技术特性需求重点关注的储能类型分钟级以下辅助一次调频提供系统阻尼：电能质量动作周期随机：毫秒级响应速度；大功率充放电高功率；高响应速度；高存储/循环寿命；高功率密度及紧凑型的设备形态超级电容器：超导磁储能；飞轮储能分钟至小时级平滑可再生能源发电；跟踪计划出力二次调频；提高输配电设施利用率充放电转换频繁；秒级响应速度；可观的能量高安全性：较快的响应速度；一定的规模(MW/MWh);高循环寿命(万次);便于集成的设备形态锂离子电池：钠硫电池钒液流电池小时级以上削峰填谷负荷调节大规模能量吞吐安全性高，成本低大规模(100MW/100MWh);深充深放(循环寿命5000次);资源和环境友好抽水蓄能压缩空气熔融盐储氢特定地理条件光热发电领域·集成储能技术，电化学储能与储氢配合解决多时间尺度平衡需求放电时间氢能其它领域关键作用口液态氢能量密度约为汽油、柴油、天然气的2.7倍口氢能运输不受输配电网络的限制，可实现跨区域调峰口工业原料，替代化石燃料作为冶金、水泥和化工等还原剂(短时间尺度)(中长时间尺度)CO?+4H?→CH?+2H?O(氢气与天然气的密切联系)·氢能作为电、热、气网一体化的重要纽带，实现能源网络互联互通随着碳中和进程的推进，氢能有望成为新型电力系统清洁低碳的能源载体解决新能源与负荷间的非匹配性和双侧随机性，新型储能系统面临的电力调节需求：大规模、长周期、跨季节t1.新型电力系统关键技术10GW1GW100MW10MW1MW100kW10kW1kW①储能技术特性②储能对比04容量

大规模储能技术口区域弃风、弃光现象严重口风光出力的预测准确程度有限，其出力随机性会对电网造成一定冲击√利用新能源出力富余(未能利用)的电能进行制氢，将η=B0-90×电能转化为氢能储存起来或供下游产业使用√当电力输出不足时，利用储存起来的氢能通过燃料电池进行发电回馈电网√整个运行过程清洁高效，无任何污染气体产生“电—氢—电”转化过程只有水的消耗和生成，总效率为40%~50%与电化学储能(70%～90%)相比不具优势燃料电池热电联供(CHP),转化效率可提高至60%~80%家庭就地利用，不存在长距离电网、热管网运输损失，效率进一步提升·日本燃料电池系统(ENE-FARM)·100%0%损耗未利用排热(3~15%)氢储能作为一种化学储能方式，适用于长时间储能，且能储存百GW·h以上，被认为是极具潜力的新型1.新型电力系统关键技术问题解决方案用电+供热35%*50%1·Electricity-Hydrogen-Water含氢储能微电网系统燃料电池复健能系续储氢罐电解槽05△变换器85~97%DCbus光伏阵列风电机组nas-6ACbus用户负荷管道光照风←

氢储能=电解槽+储氢罐+燃料电池定输入容量存储能力定输出容量氢转电燃料电池的实质是电解水的逆过程区分传统电池，其燃料和氧化剂是在反应的同时输入的，而不是预先放置的 燃料电池类型工作温度