从绿氢到可持续航空煤油:化工灵活性对技术经济性的影响
沙廉栋1
林今2
余志鹏1
秦国辉3
杜旺明3
1.清华大学 电气工程与应用电子技术系,北京 1000842.清华大学 电气工程与应用电子技术系,北京 100084;清华大学 四川能源互联网研究院,四川 成都 6102133.万华化学集团 技术开发中心电化学课题组,山东 烟台 264000
摘要：利用可持续航空煤油(Sustainable Aviation Fuel,SAF)是航空领域脱碳的重要途经,生物质技术路径受限于原料难以实现规模化.电制可持续航空煤油(e-SAF)技术路径利用可再生能源发电制绿氢,再与CO2 结合合成SAF,解决了原料限制的问题.但受限于绿氢成本较高,缺乏经济可行性,一个关键的原因是当下e-SAF项目规划时并未考虑SAF合成侧的灵活性,可再生能源的波动性全部由制氢侧和储能承担,增加了制氢成本.为了研究SAF合成装置灵活性(包括调节周期和调节范围)对绿氢成本的影响,以可再生能源离网型制e-SAF系统为例,利用容量规划优化方法对比分析了不同e-SAF技术路径的技术经济性.根据SAF合成装置的灵活性特点,将e-SAF相关技术路径分为"一步合成法"和"两步合成法",并对比分析了 2 类技术路径在灵活化工场景下的SAF成本.结果表明:SAF合成装置的灵活性对绿氢降低成本至关重要,当SAF合成装置的运行下限达到 30%且调节周期达到 7 d时,相比完全不可调节的SAF场景,系统在并未增加额外储能的情况下大幅降低了弃电率,减少了对可再生能源装机的投入,使系统的绿氢成本下降了约 45%."两步合成法"通过易存储的液态中间产物将复杂的SAF合成过程解耦,不仅满足了e-SAF系统对SAF合成装置的灵活性要求,而且降低了SAF合成装置实现灵活运行的附加成本,进一步将绿氢成本降低了约 5%.
关键词：电制可持续航空煤油绿氢灵活化工技术经济可行性两步合成法
分类号：TK91(氢能及其利用)
资助基金：国家自然科学基金(U22A20220)
论文发表日期：2025-03-31
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：10( 138-147 )
英文信息