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在过去的十多年，可再生能源电力快速增长，其中又以风力发电和光伏为主，在可预测的将来，这种趋势还将持续。然而，由于可再生能源的波动性，如何应对大比例可再生能源及多种电力能源供应(海上及陆上风电、光伏、水电、生物质发电及传统电厂等)有机结合?通常有以下几种方式将多余能量储存：1)电能(超导电力存储)，2)机械能(压缩空气储能、抽水蓄能、飞轮储能等)，3)热能(相变蓄热、化学蓄热、显热蓄热等)，4)化学能(超级电容、电池储能、P2G、P2L等)。以上技术在工作原理、能量存储量、响应时间、效率及运行要求等方面各有千秋，分别可应用于不同的场景。
（本文节选自：ASERI月刊 微信号）
P2G(Power to Gas，电转气)包括(P2H，(Power to Hydrogen，电制氢)及P2M(Power to Methane，可再生天然气)等，其中，可再生天然气(P2M)是利用水和CO2将电能(尤其是由于可再生能源的波动性，周期性及即时性导致无法经济存储的部分)转换为化学能的技术概念，由此将在电网和天然气管网间搭起一座桥梁，将二者统一联系起来，由此，利用现有成熟的天然气基础设施作为巨大的储能设施。同时，由于在整个过程中，CO2只是作为一种能量载体循环利用，并未额外增加任何排放，属于零碳排放。
P2M通常由水电解、CO2源(电力、工业、发酵沼气等)、及甲烷化装置组成。当可再生电力富余时，利用电解装置首先将水电解成为氢气和氧气，氢气输送至甲烷化装置中和CO2反应生成CH4和水，从而实现将电能转化为CH4的过程，在此过程中生成的天然气由于源自可再生能源所产生的电力，因此称其为可再生天然气。可再生天然气通过调压、过滤和计量等处理后，可直接就近注入当地天然气管网，而后通过天然气管网输送至千家万户。
从上世纪90年代开始，P2H/P2M从概念研究、项目示范及商业应用已有二十多年历史，从2014年起，逐渐推广至商业应用，其中以欧洲的德国、丹麦、意大利及法国为主，目前已有超过50个示范项目建成运营，另外，欧盟也设立宏伟目标，到2050年，每年可利用当地可再生资源经济地生产1200亿立方米可再生天然气，大大提高能源自主性与安全性，同时，每年可为欧盟节约1380亿欧元。以位于丹麦哥本哈根郊区的Avedøre 1 MW BioCat Plant 为例，项目利用污水处理厂的沼气为CO2来源，1MWh电力可制成200Nm3/h的氢气，与污水发酵产生的50Nm3/h CO2以生物催化方式在常温常压下合成可再生天然气50Nm3/h，同时还可对外供热320kW。当然，由于该技术目前处于商业化初期，单位可再生天然气成本(含初投资、运行成本、电力成本等)还是较高，但若考虑CO2减排效益、氧气及热力收益后，以及随着商业规模化推广初投资降低后，可再生天然气成本预计在2030年可降低至1.5~2元/m3。
P2H/P2M对我国可再生能源利用、高比例可再生能源消纳及碳减排等具有重要的现实和战略意义。据初步测算，每年的弃风弃光弃水电量若用于制成可再生天然气，可满足整个上海市全年的天然气需求，同时每年可减排CO2 2000万吨以上。
本文作者：郭甲生博士
航天智慧能源研究院副院长
上海航天智慧能源技术有限公司副总经理
亚洲开发银行(ADB)能源咨询专家
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国家能源局发布的数据显示，截至2024年年底，全国已建成投运的新型储能项目，累计装机规模达73.8GW/168GWh，较2023年底增长超过130%。平均储能时长2.3小时，较2023年底增加约0.2小时。从储能时长看，4小时及以上新型储能电站项目逐步增加，截至2024年年底装机占比为15.4%，较2023年底提高约3个百分点。
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大连市政府决定以BOT模式实施该项目，并以公开招标方式选择项目投资人，由投资人依法设立项目公司。大连市政府授权大连市城建局授予项目公司特许经营权，项目公司在特许经营期内投资、设计、建设、运营、维护项目设施，并在特许经营期期满时将项目设施无偿完好移交给市城建局或其指定的机构。特许经营
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