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利用海上风电氢储能——TechnipFMC:2024年油气生产要基本实现零排放

北极星氢能网 来源:深海智人  作者:三叶虫  2019/6/14 9:58:58 我要投稿

北极星氢能网讯:从2016年起,由TechnipFMC领导的一个团队一直在研究使用氢燃料电池替代平台上现有的大型燃气轮机的可能性。由海上风机中的电解器产生的氢气将存储在海底的储罐中,燃料电池也将集成在现有的风机上,以产生足够平台生产所需的电力。

本文来源:深海智人 微信公众号 ID:Sealien-2017

从2011年开始,我国风电的增长速度和总装机量已经跃居世界第一,截至2014年底,全球风电装机规模达到365GW,而我国并网的风电达到96GW,所占份额较大。但是与此同时,风电的弃电率也一直高居不下,近几年来风电弃电率均超过了10%。

弃风率高居不下,其中一个原因便是可再生能源共有的随机属性。由于风电具有一定的间歇性、随机性,因此缺少储能调节的风电会对电网安全造成不利影响,尤其是当风电在当地电网中的输送比例超过10%时,对电网的安全性影响会加大。

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图|风电和其他可再生能源一样,间歇性明显

据了解,德国在发展可再生能源的过程中,也曾经遇到了发电、用电中心脱节的难题——德国风电厂主要集中在北部,而用电中心集中在南部。为了缓解这一矛盾,德国最终将电力转变为氢气,然后再进入到能源环节,以氢储能的方式来替代直接输电。目前,氢储能已被多个国家和地区列为了国家能源体系的重要组成部分。

就在本月,欧洲一家氢气生产及输配的专业公司,一家世界领先的海工及水下技术服务商,他们将合作研究如何将海上风电和海底氢储能结合起来。

Hyon日前在挪威签署了一项协议,基于“Deep Purple”项目(世界首个海上浮式风电氢储能工程化项目,详见后文)为TechnipFMC提供氢储能领域的专业咨询服务。因为风电等可再生能源的发电量随季节,天气变化不定,该项目旨在利用海上风电转化为海底存储的氢气,从而使用氢燃料电池为石油天然气平台提供稳定的可再生电力供应,并为其他行业提供氢气,如汽车,船舶等。

TechnipFMC认为,该项目成功实施,将可以大幅减少挪威大陆架上的碳排放,因为生产石油天然气的海上平台,尤其是用于发电的大型燃气轮机,是温室气体排放的主要来源。

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图|海上油气生产已经成为挪威第一大温室气体排放源

从2016年起,由TechnipFMC领导的一个团队一直在研究使用氢燃料电池替代平台上现有的大型燃气轮机的可能性。由海上风机中的电解器产生的氢气将存储在海底的储罐中,燃料电池也将集成在现有的风机上,以产生足够平台生产的电力。

Hyon海洋技术总监Arild Eiken说,“除了电解、存储和燃料电池技术外,Hyon还拥有海事工程、固定式和浮式海上氢气生产工艺及海上电力设施设计的能力。通过与TechnipFMC合作,Hyon将提供技术认证、海上风电基础开发、海底储能解决方案等相关工程服务。”

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图|Hyon的目标是成为氢能领域综合性服务商

Hyon董事兼总经理Tomas Tronstad表示,氢能项目的增长势头非常迅猛,除了为海上油气生产设施提供动力外,通过海上风电电解产生的氢气也可促进航运业的零排放。

随着可再生能源价格的稳步下降,Hyon认为氢解决方案对于整个能源链的扩张延伸具有潜在新引力。目前,氢气主要用于工业原料,但越来越多地成为储能领域和交通燃料领域的媒介。

Hyon是一家成立于2017年的合资公司,由Nel, HexagonComposites和PowerCell Sweden全资拥有,并被作为氢气,储罐系统和燃料电池生产,输配技术中心。

深海智人SEALIEN

海上风电氢储能项目——Deep Purple

作者:三叶虫

在挪威大陆架上,目前约有160个几十上百兆瓦的燃气轮机为海上钻井平台提供电力,这些燃气轮机所排放的二氧化碳占到了挪威全国排放量的四分之一多。然而现在,随着技术的发展,我们有更绿色的选择——四家公司组成的联盟,将在世界范围内首次进行浮式风电和氢储能结合的工程应用项目——Deep Purple。这四家项目成员分别是:

·TechnipFMC挪威大陆架最大的石油天然气水下服务商

·SINTEF挪威独立的非营利性研究基金会,欧洲最大的多领域协同研究部门之一

·Subsea Valley大奥斯陆地区的海工联盟

·GCE Ocean Technology2006年在卑尔根地区成立的拥有120家成员的庞大海工组织,涉及水下油气、海洋新能源、水产、深海矿产资源开发

图|TechnipFMC领导的Deep Purple水下氢储能项目

除了考虑到风转氢用于海上作业活动,还有一个原因,当海上风机因为风速下降导致电力生产下滑时,以氢气的形式输送到岸边要比通过电缆输电能量损失更少。因此,多远的运输距离最合理、以何种方式储能是Deep Purple项目诞生的基础,也是需要解决的核心问题。Deep Purple项目最终开发的技术可以减少油气生产领域80%的二氧化碳排放(也就相当于农业生产的碳排放,基本为零),并实现以下目标:

·使用氢气作为能量存储介质,向海上活动提供稳定的电力供应,并预计实现每吨二氧化碳1500-2000挪威克朗(当前的价格)的运行成本;

·2024年可以大规模安装;

·对于那些电网条件不好的地区,该项目成为一个极具竞争力的方案;

·紧密贴合减排要求进行商业推广宣传;

由于氢气存储的难度远远大过压缩天然气,三叶虫留意到就在今天下午,挪威一座加氢站发生爆炸,所幸没有人员死亡,因此,大规模水下储氢将避免很多安全问题,同时DeepPurple技术可以在油气领域以外以及全世界任何地方应用,具体说来:

·可以向海事航运部门生产和输配氢气,储气装置建立在远海,避免了占用繁忙的港口和海底空间资源;

·除了配合当地的电力生产外,产生的氢气和氧气也能促进水产养殖的快速发展,利用远海条件,打造深水渔场;

·向岛屿居住区提供稳定可靠的可再生电力供应。

为了实现这些目标,需要建立示范工厂来测试技术,发展工程扩展解决方案,这些试点有助于向外挪威和挪威以外的全球市场推广,具体来说,下一步工作仍然非常艰巨:

·寻找氢气生产、储能有利于减排和油气生产最有意义的解决方案;

·技术开发不仅要符合现有的法律法规规范,还要尽可能前瞻性地满足未来水下储能领域的规范标准;

·利用海工、创造绿色产业和就业、削减排放方面的专业知识以获取足够的资金支持。

桑基鱼塘(mulberry fish pond),是我国珠三角地区,为充分利用土地而创造的一种挖深鱼塘,垫高基田,塘基植桑,塘内养鱼的高效人工生态系统。在池埂上或池塘附近种植桑树,以桑叶养蚕,以蚕沙、蚕蛹等作鱼饵料,以塘泥作为桑树肥料,形成池埂种桑,桑叶养蚕,蚕蛹喂鱼,塘泥肥桑的生产结构或生产链条,二者互相利用,互相促进,达到鱼蚕兼取的效果。海上风电的快速发展也引发了人们对这种海上结构物空间利用率的思考,Deep Purple是一项大胆的实践,而不是停留在纸面上的东西。海洋是能源的大宝库,在未来,能否通过一种装置可以将风能,太阳能,氢储能,海流能,波浪能甚至盐差温差能集中利用起来,发挥装置最大的运行效率,最大限度地利用空间,这样的创新不是想象,已经在进行,接下来,让我们看看会发生什么。

原标题:利用海上风电氢储能——TechnipFMC:2024年油气生产要基本实现零排放

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