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化工助力弃风困局:二氧化碳合成甲醇技术帮助实现风电制氢

北极星风力发电网  来源:五环工艺    2016/2/29 10:40:56  我要投稿  

北极星风力发电网讯: 中国在风电装机再创新高的同时,弃风限电形势却在加剧。国家能源局信息显示,2015年中国风电新增装机容量3297万千瓦,累计并网装机容量达到1.29亿千瓦,风电发电量1863亿千瓦时,占全部发电量的3.3%。2015全年弃风电量339亿千瓦时,平均弃风率15%。2015年全国风电平均利用小时数1728小时,同比下降172小时。

为了解决弃风限电问题,提高风电投资收益,中国能源化工从业者提出了一系列解决方案,其中风电电解水制氢是探讨的重点之一。2015年12月,巴黎协定正式通过,全球推进温室气体减排已是大势所趋。在弃风最严重的西北地区开发大规模风电制氢项目,可以降低煤化工和石油化工行业的碳排放,兼具社会效益和经济效益。

但从风电制氢的概念提出,到现在已有5年,尚未建成任何示范项目。亚化咨询研究表明,下述两大矛盾制约了大规模风电制氢项目的实现。

1. 煤化工和石油化工长周期稳定运行与风力发电不稳定的矛盾。2015年,全国风电利用小时数最高的地区是福建2658小时,利用小时数最低的地区是甘肃1184小时。也就是说,哪怕在福建,70%的时间风电机组是不工作的。大化工生产需要稳定的原料供应,难以接受频繁波动的氢气供应。

2. 风力发电分散分布与大规模化工生产集中利用的矛盾。大规模化工装置的氢气需求量巨大,近年建设的炼厂煤制氢装置规模在6万方/小时-20万方/小时左右。一个典型的5万千瓦风电场,以14.8%的弃风制氢,年产氢量360万方,折450方/小时。需要130个风电场的弃风制氢才能满足一个小型炼油装置的需求,而且氢气的运输问题难以解决。

Carbon Recycling International (CRI) 成立于2007年,总部坐落于冰岛首都雷克雅未克。CRI 建造并运营世界上第一座二氧化碳和氢气合成甲醇装置,2012年甲醇产能1300吨,2014年甲醇产能扩展到4000吨。CRI中国代表处联系电话+86-21-62536070 * 8028。

位于冰岛的二氧化碳和氢气合成甲醇工厂

亚化咨询认为,二氧化碳加氢制甲醇技术的开发利用,将使弃风制氢成为现实,理由如下。

1. 二氧化碳加氢制甲醇规模灵活。上述典型风电场弃风制氢量360万方/年,可生产2500吨/年甲醇,规模与冰岛示范装置相当。

2. 几千吨级的甲醇生产装置,只需要配备小规模的氢气储存和缓冲装置,就可以实现稳定运行。

3. 甲醇作为液体化学品,在中国西北地区已有广泛的生产和应用,市场空间大。

4. 西北地区大量的煤化工项目在合成气净化工段会产生高浓度CO2,可以提供廉价的CO2原料。

5. 未来如果制氢和甲醇生产装置能够实现撬装式,还可以在风电场之间灵活调配。在弃风严重的时候,调集制氢和甲醇装置,多生产甲醇。弃风不严重,或者区域风电上网条件得到改善,则可以将生产装置转移到更需要的风电场。

原标题:二氧化碳合成甲醇技术帮助实现风电制氢

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