基于电转氨(power to ammonia,P2A)的综合能源生产单元(integrated energy production unit,IEPU)通过耦合绿电制氢和哈伯反应合成氨工艺,为农业、工业和制造业等行业提供绿氨,对促进可再生能源消纳及氢能储运等行业发展具有重要的意义...基于电转氨(power to ammonia,P2A)的综合能源生产单元(integrated energy production unit,IEPU)通过耦合绿电制氢和哈伯反应合成氨工艺,为农业、工业和制造业等行业提供绿氨,对促进可再生能源消纳及氢能储运等行业发展具有重要的意义。为定量评价IEPU的能效、技术经济性和降碳潜力,该文基于Aspen Plus建立碱性电解水制氢、合成氨及换热网络等关键过程模型,对IEPU进行系统仿真,定量评价各设备全流程之间的能量流、(火用)流、碳足迹及绿氨的平准化成本。热经济性能效评估表明,IEPU系统的设计工况整体能量效率为39.47%,(火用)效率为26.51%。技术经济性评估表明,当可再生能源电价为0.204元/(kW·h),年利用小时数达到6000时,IEPU系统的绿氨成本约为传统煤制氨生产工艺的1.5倍。基于全生命周期碳足迹评价的结果表明,水、核、风和光伏4种能源驱动的IEPU系统碳足迹在0.20~2.39 kg CO_(2.eq)/kg NH3间波动。结果可用于指导氨基IEPU的规划与设计。展开更多
综合能源生产单元(integrated energy production unit,IEPU)通过耦合可再生能源制氢与火电碳捕集技术,制备易于储运的绿色燃料,在协调解决可再生能源消纳、碳利用及氢能储运等问题方面具有良好的应用前景。为定量评价IEPU的技术经济性...综合能源生产单元(integrated energy production unit,IEPU)通过耦合可再生能源制氢与火电碳捕集技术,制备易于储运的绿色燃料,在协调解决可再生能源消纳、碳利用及氢能储运等问题方面具有良好的应用前景。为定量评价IEPU的技术经济性与降碳潜力,该文通过构建IEPU工艺流程的仿真模型,模拟风电制氢、甲醇合成及压缩提纯等关键过程,建立多能流与物料流数据的全生命周期清单,进行碳足迹评价,并指出进一步碳减排的可行路径;通过对能量效率、电流密度等技术参数及风电价格、碳税等经济参数进行灵敏度分析,开展不同技术经济性背景下的经济性评估,探究IEPU的盈利条件。碳足迹评价表明,年产39万t绿色甲醇IEPU的全生命周期净碳减排量达5.88万t。技术经济性评估表明,在良好的技术经济性背景下,当风电售价降低至0.21元/(kW×h),基于IEPU生产的绿色甲醇成本可与传统甲醇生产工艺相当。展开更多
文摘基于电转氨(power to ammonia,P2A)的综合能源生产单元(integrated energy production unit,IEPU)通过耦合绿电制氢和哈伯反应合成氨工艺,为农业、工业和制造业等行业提供绿氨,对促进可再生能源消纳及氢能储运等行业发展具有重要的意义。为定量评价IEPU的能效、技术经济性和降碳潜力,该文基于Aspen Plus建立碱性电解水制氢、合成氨及换热网络等关键过程模型,对IEPU进行系统仿真,定量评价各设备全流程之间的能量流、(火用)流、碳足迹及绿氨的平准化成本。热经济性能效评估表明,IEPU系统的设计工况整体能量效率为39.47%,(火用)效率为26.51%。技术经济性评估表明,当可再生能源电价为0.204元/(kW·h),年利用小时数达到6000时,IEPU系统的绿氨成本约为传统煤制氨生产工艺的1.5倍。基于全生命周期碳足迹评价的结果表明,水、核、风和光伏4种能源驱动的IEPU系统碳足迹在0.20~2.39 kg CO_(2.eq)/kg NH3间波动。结果可用于指导氨基IEPU的规划与设计。
文摘综合能源生产单元(integrated energy production unit,IEPU)通过耦合可再生能源制氢与火电碳捕集技术,制备易于储运的绿色燃料,在协调解决可再生能源消纳、碳利用及氢能储运等问题方面具有良好的应用前景。为定量评价IEPU的技术经济性与降碳潜力,该文通过构建IEPU工艺流程的仿真模型,模拟风电制氢、甲醇合成及压缩提纯等关键过程,建立多能流与物料流数据的全生命周期清单,进行碳足迹评价,并指出进一步碳减排的可行路径;通过对能量效率、电流密度等技术参数及风电价格、碳税等经济参数进行灵敏度分析,开展不同技术经济性背景下的经济性评估,探究IEPU的盈利条件。碳足迹评价表明,年产39万t绿色甲醇IEPU的全生命周期净碳减排量达5.88万t。技术经济性评估表明,在良好的技术经济性背景下,当风电售价降低至0.21元/(kW×h),基于IEPU生产的绿色甲醇成本可与传统甲醇生产工艺相当。
