基本信息
- 項目名稱：
- 風氫產(chǎn)業(yè)的開發(fā)與研究
- 小類：
- 經(jīng)濟
- 簡介：
- 隨著能源緊缺問題的日益嚴重，風能作為可再生的能源，正被廣泛開發(fā)利用。而其間歇性、不穩(wěn)定的特點，加上目前我國智能電網(wǎng)建設有限，導致許多大規(guī)模風電廠常常處于停產(chǎn)、半停產(chǎn)狀態(tài)；大量多余風電無法并入電網(wǎng)，造成巨大浪費?；诖爽F(xiàn)象，本文提出了風電制氫的構想，將多余閑置的風電能轉(zhuǎn)化成氫能以提高能源利用效率。并對此建立系列經(jīng)濟、環(huán)境指標、財務現(xiàn)金流估算模型，對風氫鏈項目的績效進行評價，驗證了其可行性與經(jīng)濟效益。
- 詳細介紹：
- 我國目前已有累計裝機全球第二的風電生產(chǎn)規(guī)模，本文首先分析了我國風電產(chǎn)能日后進一步擴大的趨勢，提出了解決風電產(chǎn)能浪費的替代方案，即建立風氫產(chǎn)業(yè)鏈，有效利用風電來生產(chǎn)可存儲、可運輸?shù)那鍧嵰簯B(tài)氫能源。在提出該項目的可行性后，對適合不同地區(qū)的制氫廠規(guī)模、設備裝機量建立了模型進行估算。在此基礎上，建立了一整套，動態(tài)地從長期投資的角度建立了評價風氫鏈項目的模型。特別地，在現(xiàn)金流入模型中，對電網(wǎng)頻率進行調(diào)整帶來的支出減少、碳減排帶來的環(huán)境收益進行了量化。本文還建立了一系列，并對其中一些指標進行了敏感性分析。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 我國目前風電產(chǎn)量達全球第二，然而受制于風力資源不穩(wěn)定的特性，大量風電閑置造成了巨大浪費。本文針對此現(xiàn)象提出可行的解決方案。 本文首先分析了我國風資源分布及風電產(chǎn)能現(xiàn)狀；而后提出替代方案—風電制氫；接著根據(jù)各地區(qū)風能歷時曲線、制氫廠規(guī)模、設備裝機量建立估算模型，闡釋了在風電廠建設制氫廠的可行性；最后用凈現(xiàn)值法動態(tài)地從長期投資的角度建立了評價風氫鏈項目的財務現(xiàn)金流估算模型，將環(huán)境收益進行了量化。
科學性、先進性及獨特之處
- 風制電，電制氫是兩個完全獨立、各有利弊的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，國內(nèi)目前尚無完美的解決方案。本文大膽將這兩個環(huán)節(jié)聯(lián)系起來，創(chuàng)造性地在國內(nèi)首次提出了在風電場建立制氫廠的構想，將剩余風電量用于制造可存儲、可運輸?shù)那鍧嵰簯B(tài)氫能源，形成風氫鏈生產(chǎn)系統(tǒng)。同時，本文創(chuàng)新性地在現(xiàn)金流入模型中加入了對電網(wǎng)頻率進行調(diào)整帶來的支出減少、碳減排帶來的環(huán)境收益帶來的現(xiàn)金流流入測算模型，量化了用于評價該項目的多項經(jīng)濟、社會、環(huán)境指標。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對能源的需求也在不斷地上升，而碳能源的缺乏和對環(huán)境的污染、核能的安全隱患，使得人們不斷地開發(fā)新能源。然而作為新能源之一的風電產(chǎn)業(yè)和氫能源的生產(chǎn)都在不同程度的存在著制約，不能大量的開發(fā)滿足現(xiàn)實的需要。本文提出的風電產(chǎn)業(yè)鏈將風電產(chǎn)業(yè)和氫能源產(chǎn)業(yè)進行結合，解決了風電產(chǎn)業(yè)上網(wǎng)電量不穩(wěn)定，產(chǎn)能過剩和氫能源制取耗能大的缺點，從而使我國的大量風能資源能夠得到合理的利用，大量制氫也成為現(xiàn)實。
作品摘要
- 我國目前已有累計裝機全球第二的風電生產(chǎn)規(guī)模，然而風力資源具有間歇性和不穩(wěn)定性的特點，加上我國目前智能電網(wǎng)建設有限，導致多余風電量無法并入電網(wǎng)，使得許多投資巨大的風電廠常常處于停產(chǎn)和半停產(chǎn)狀態(tài)，造成了巨大浪費。本文首先分析了我國風電產(chǎn)能日后進一步擴大的趨勢，提出了解決風電產(chǎn)能浪費的替代方案，即建立風氫產(chǎn)業(yè)鏈，有效利用風電來生產(chǎn)可存儲、可運輸?shù)那鍧嵰簯B(tài)氫能源。在提出該項目的可行性后，對適合不同地區(qū)的制氫廠規(guī)模、設備裝機量建立了模型進行估算。在此基礎上，建立了一整套財務現(xiàn)金流估算模型，動態(tài)地從長期投資的角度建立了評價風氫鏈項目的模型。特別地，在現(xiàn)金流入模型中，對電網(wǎng)頻率進行調(diào)整帶來的支出減少、碳減排帶來的環(huán)境收益進行了量化。本文還建立了一系列經(jīng)濟、環(huán)境指標對風氫鏈項目的績效進行了評價，并對其中一些指標進行了敏感性分析。
獲獎情況及評定結果
- 無
參考文獻
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調(diào)查方式
- 無
同類課題研究水平概述
- 一、我國學者研究方向主要集中在大規(guī)模非并網(wǎng)風電產(chǎn)業(yè)研究、國外風電制氫的理論與實踐分析研究以及風電制氫在我國應用的可行性分析。 顧衛(wèi)東（2008）提出大規(guī)模風電的應用及風電的自然特性決定風電市場必須走多元化發(fā)展道路，構建大規(guī)模非并網(wǎng)風電產(chǎn)業(yè)體系，是風電多元化發(fā)展的重要基礎。非并網(wǎng)風電拓寬了風電應用領域，可大規(guī)模應用于以電解鋁為重點的有色冶金工業(yè)、鹽化工氯堿產(chǎn)業(yè)、海水淡化、規(guī)?；茪渲蒲跻苑墙饘贋樵系木罴庸さ雀吆哪墚a(chǎn)業(yè)。并推動風機運營維護、風電場運行管理、海上風電場觀光旅游、風電項目投融資管理以及與非并網(wǎng)風電相關的金融保險等服務產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。 張碧航、周曉宏（2009）根據(jù)風能特有的間歇性、不規(guī)則性的特點，通過改進的特殊的電路設計，模擬風力發(fā)電機的電流輸出特性，試驗當電壓、電流等量發(fā)牛波動時，水電解制氧設備的氧氣、氧氣的產(chǎn)生率隨風電輸出功率的變化情況，同時考察整套裝置運行的穩(wěn)定性和可靠性，為非并網(wǎng)風電大規(guī)模應用于水電解制氫制氧的工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎。 鄭爾立（2010）分析了酒泉風電場風電上網(wǎng)電量不穩(wěn)定和產(chǎn)能過剩的主要問題，對風電制氫在酒泉風電場應用的可行性進行分析，并且比較了風電制氫和風電上網(wǎng)的風能利用效率，風電制氫對風能利用率顯著提高。 二、國外學者的研究思路首先是對風電制氫的可行性進行分析，其次深入定量的研究不同地區(qū)的風能蘊含量、氫能源產(chǎn)量及氫能源價格的估計，最后完整地建立各種風氫能源混合系統(tǒng)及評價。 S.A. Sherif、F. Barbir和T.N. Veziroglu（2002）提出風能作為增長最快的能源，年產(chǎn)量增長率達到年均27%，與石油、電能等傳統(tǒng)能源相比更環(huán)保、獲取成本更低。風能可以通過與高壓輸電網(wǎng)連接、電解水兩種方法來轉(zhuǎn)換氫能。 2004年，世界上第一臺風氫能轉(zhuǎn)換設備在挪威安裝并正式開始運行。?ystein Ulleberg、Torgeir Nakken和Arnaud Ete′（2009）通過4年來對此風氫能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)數(shù)據(jù)和資料采集，提出了一系列改善風氫能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)效率的方法，如固定風速、改變系統(tǒng)的設計、采用更先進的電解裝置等等，并對其有效性進行實驗。 Murat Go¨kc?ek（2010）研究了風氫能轉(zhuǎn)換裝置與不同型號電解裝置的匹配程度以及配置不同長度軸心的渦輪機對產(chǎn)量與成本的影響，進一步改善了風氫能轉(zhuǎn)換裝置的效率。
