煤与可再生能源深度耦合的典型零碳综合能源系统构建
林光平1
刘兆川1
聂立2
李维成2
1.东方电气集团东方锅炉股份有限公司,四川 自贡 6430992.东方电气集团东方锅炉股份有限公司,四川 自贡 643099;清洁燃烧与烟气净化四川省重点实验室,四川成都 610097
摘要：煤与可再生能源及绿氢耦合,构建煤基零碳/低碳综合能源中心,可显著提高新型电力系统的稳定性和调节的灵活性,且可显著降低发电的碳排放,同时生产低碳替代燃料,以供下游工业领域的深度脱碳,或跨季节储能.基于此构建IGCC联产甲醇耦合光伏制氢、IGCC联产合成氨耦合光伏制氢、富氧燃烧耦合光伏制氢及CO2加氢制甲醇等典型系统.以典型容量进行了各单元基本的质量能量平衡匹配,及适应可再生能源波动性的白天/夜间不同运行模式分析,并进行各单元技术现状分析,认为这些系统具备基本的技术可行性.投煤量2000 t/d等级的IGCC与420 MW光伏、8.4万m3/h电解水制氢、2500 t/d等级甲醇合成构成的耦合系统,可实现上网电负荷在0～557 MW调节,甲醇产量在750～2500 t/d调节.投煤量2000 t/d等级的IGCC与435 MW光伏、8.7万m3/h电解水制氢、2000 t/d等级合成氨构成的耦合系统,可实现上网电负荷在0～605 MW调节,合成氨产量在600～2000 t/d调节.200 MWe煤富氧燃烧发电系统与8万m3/h CO2捕集、3600 MW光伏、72万m3/h电解水制氢、2743 t/d甲醇合成(CO2加氢制甲醇)构成的耦合系统,可以实现上网电功率在60～3660 MW调节,甲醇产量在823～2743 t/d调节.在这些系统中,煤的转化利用过程是系统稳定可靠运行及灵活调节的基础,可大幅消纳可再生能源的波动.煤与可再生能源二者耦合,实现了各自单独运行时难以同时实现的低碳与稳定的双重目标.同时绿氢副产02的有效利用可有效降低传统IGCC及富氧燃烧的成本.煤与可再生能源及绿氢耦合的煤基零碳/低碳综合能源中心具有很好的发展前景,将在我国碳达峰、碳中和战略目标的实现过程中发挥重要作用.适应可再生能源波动性的PEM电解水制氢技术、H2大规模低成本储存技术、CO2加氢制甲醇技术、燃气轮机燃用H2技术等还有待进一步大型化并大幅降低成本,以促进煤基零碳综合能源中心在未来的大规模应用.
关键词：燃煤耦合可再生能源绿氢综合能源IGCC多联产富氧燃烧
分类号：TQ53(煤化学及煤的加工利用)
论文发表日期：2022-11-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：15( 90-104 )
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