能源的可持续利用是全人类共同关注的焦点,今天,我们将带您走进一个能量存储和转换的神奇场景——电转X(Power to X,P2X),这是一场绿色能源的革命之旅,更是我们走向可持续未来的一次大胆尝试。
电转X技术是一系列将电力(特别是可再次生产的能源电力)转换为别的形式能源或产品的技术。转换过程主要为电化学反应、电催化反应等。
当前最有代表性的技术路线为绿氢框架,这是一种通过电转氢为核心的硬件系统,将可再次生产的能源发电转化成氢气,以气态、液态或固态形式存储、运输,进而与化工流程相结合,生成绿色大宗化工产品。这一些产品包括但不限于绿氨、绿色甲烷、绿色甲醇、绿色合成燃料等,它们都是未来清洁能源和化工产业的重要组成部分。
另外一种技术路线与水通过电催化制合成气,进而生产乙烯等高价值产品。该技术路线的成功研发逐步推动了电转X技术的发展。
对产生的氢气进行纯化处理,确保其纯度满足后续化工流程的需求,经压缩运输至化工生产基地。
与传统化工产品相比,电转X技术利用可再次生产的能源,生成的产品在整个生产的全部过程中几乎不产生温室气体排放,是线. 能源高效
电转氢技术能够高效地利用可再次生产的能源,如风能、太阳能等,将不稳定的电力转化为稳定的化学能,提高能源利用率。
电转X技术为传统交通、化工等产业提供了转变发展方式与经济转型的新路径,推动现代化工业产业向更加清洁、高效的方向发展。
北京低碳清洁能源研究院电气技术团队聚焦以固体氧化物电解电池(SOEC)为基础的电转X前沿技术创新,连续开展2016、2018、2021年度三期中国和丹麦国际合作项目。
2016年,低碳院牵头中丹国际项目“面向高比例弃风消纳的‘风-氢-热-储’综合能源网络研究”,研制了端口功率5kW+的“风-电-氢-热”多端口集成式一体化多能转换装置,实现电转氢、氢转电与热、氢转天然气等多种能量转换功能。开发了“风-氢-热-储”综合能源网络规划软件、多场景时序运行模拟仿真软件、模拟交易平台软件,并取得软件著作权,为氢储能在综合能源网络中的规划选址定容、多场景时序运行与连续双边竞价市场交易提供技术支撑。项目阶段性成果得到国家科技部高度肯定,并在官网进行公开报道。
2018年,低碳院牵头中丹国际项目“提升可再次生产的能源高效集成能力的高温联合电制气关键技术探讨研究”,研制了国际首套“基于SOEC共电解水与二氧化碳制合成气、合成气制甲烷的一体化高温联合电制气系统功能样机”,基于样机实验验证的技术方案,进行放大模拟,百千瓦级SOEC电解系统效率可达84.5%,电转甲烷系统效率可达65%,达到国内领先水平。
低碳院基于在研的2021年度中丹国际项目“面向可再次生产的能源电力储存的电转X关键技术探讨研究”,开展SOEC电解水制氢,氢与二氧化碳制甲醇技术探讨研究,研制“电-氢-醇”一体化系统样机,在实现大规模可再次生产的能源电力转化、长周期存储的同时,还能够转化利用二氧化碳,为交通及化工提供绿氢和甲醇,进而为构建绿色化工体系、推动能源结构变革提供支撑。