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自2019年氢能首次写入政府工作报告以来,风光电解水制氢模式迎来较大的发展机遇,“十四五”期间,内蒙、山西、宁夏、新疆等多个省份均落地了一批风光制氢项目,根据中国能源报相关数据显示,截止到2023年底,全国有332个绿氢项目处于规划、在建、建成状态。
然而,风光制氢项目有别于传统风、光电站,其在生产过程中的部分化工属性,对整套系统的工艺、安全、稳定、成本都有更严苛的条件,因此,对出力的波动性预测要求也更为精准。这也导致风光制氢项目整体场站对功率预测、调控的需求完全区别于传统风光场站功率预测系统。
1 风光制氢工艺 技术极为严谨
近年来,内蒙、新疆、青海批复了超200多个风光制氢项目,越来越多的省市将风光制氢纳入规划当中,自备消纳已渐渐成为获取风光资源的核心之一。从类型来看绝大多数为离网或少部分容量并网的项目,预计未来会有更多的风光制氢项目落地。
尽管风光制氢市场前景广阔且规模庞大,但受限于工艺、技术、成本、收益率等各方面的影响,实际落地还有许多亟需攻克的问题。
在工艺技术方面,风光发电的波动性会导致制氢系统的功率输入波动幅度很大,在较大的功率波动范围内,制氢设备难以耐受波动性从而使用寿命下降,波动导致的制氢功率过小也会降低制取的氢气纯度,造成安全隐患。
在成本、收益方面,风光制氢项目的成本往往与新能源的波动性息息相关。绿电制氢系统需要稳定、持续的电源以保证其安全高效运行,两者如何匹配和耦合,是其关键性技术。例如,如果按照新能源功率配置制氢设备,虽然保障了新能源利用率,但增加了系统投资成本,出力波动的不可预测性会导致制氢设备利用率较低,产出收益也难达预期。
因此,高精度的临近预测配合长时间尺度的功率预测,通过结合发电、化工过程约束条件以及风光电站并网参与电力交易形成最优生产调控策略,用于指导全流程的服务系统,是现在和未来多种风光制氢项目的迫切需求。
基于此,国能日新推出了全新的风光制氢功率预测系统服务于整个新能源制氢项目,分别从技术架构与硬件架构实现风光制氢合成氨工业全流程最优化过程控制策略,助力国内风光制氢项目成本把控与盈利条件的改善。
2 风光制氢功率预测 助力成本最优解
目前,国能日新最新的风光制氢功率预测系统解决方案已经用于新疆、青海等多个风光制氢示范项目,所有项目均实现以15分钟级的超短期预测精度进而调节制氢负荷,个别项目更是以1分钟级临近预测根据项目负荷控制目标制定需求。
在项目中,为了为实现风光电站从并网售电到发电制氢消纳,再到合成氨的化工过程全流程最优调控方案,从5个技术方向进行了优化以达到阶段性目的,进而最终服务于整体场站。
一方面,实现了风光临近预测(0~30分钟)、超短期预测(0~4小时)、短期预测(72小时)和中长期预测(240小时到30天)的功率预测;另一方面,对新能源现货电力交易电价进行预测,每天预测未来1~7天电价或更长时间(30天)。通过对上述数据的预测,可以为风光电站并网参与电力交易提供最佳的交易时段和交易价格,也作为本地消纳分配方案的基础数据支持。
其次,实现了对新能源长周期8760h发电能力预测,提供了未来一年逐小时级的发电功率和发电量预测结果,用于指导规划长周期的运行策略和年度长协的制定等。此外,还实现了风光上网(交易)功率曲线及本地制氢消纳优化的技术评估,通过数据评估可以为项目提供合理的分配上网交易电量和本地消纳制氢电量,用于指导风光功率日常调控计划。
最后,结合上述多项技术研究和数据结果,考虑多种边界条件,进而形成一个整体的风光制氢合成氨能源化工过程优化控制策略算法,用于指导风光制氢合成氨能源化工全流程多节点的最优运维方案。
硬件方面则采用云平台加本地部署模式,本地部署系统仿照了新能源功率预测系统方案,而云平台则集合了预测、交易以及远程算法等,传输到安全二区的支持系统服务器后,完成多源数据采集、存储、算法及结果优化、web发布等功能。云平台模式下,用户通过登录云平台账号查询各项预测结果和优化建议等信息,方便和快捷,提高管理效率。
随着国家发改委、国家能源局《氢能产业发展中长期规划》的印发,发展绿氢是达到全球“双碳”目标的重要途径已成为共识。根据国际能源署数据显示,预计2030年全球氢能领域投资总额将达5000亿美元。
尽管市场规模庞大,但从政策趋势看,离网制氢或半离网制氢正在成为普遍性要求,例如内蒙要求上网电量不超过20%、下网电量不超过10%,这无疑对风光制氢系统的稳定性要求更加严苛,对应的功率预测解决方案也将进入新一轮的技术升级。
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受制氢成本的约束,碱液电解水(ALK)和质子交换膜(PEM)短板凸显,而AEM实现大规模部署时成本优势突出,可实现绿氢成本低于10元/kgH。自2015年AEM在欧洲商业化以来,一家欧洲公司产品覆盖50多个国家接近300个客户,以一款2.4kW电解槽形成300MW的年出货量,且于2019年完成了IPO。2018年,稳石氢能成立
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电解槽市场需求日益增长、各电解槽国内外企业积极扩建产能以满足订单需求。国际方面,据公开消息,蒂森克努伯新纪元现有碱性电解槽产能3+GW,计划2026年实现5GW的产能目标;康明斯现有产能2.5GW,计划未来将明尼苏达工厂从0.5GW扩产至1GW;ITMPower在英国谢菲尔德的PEM电解槽工厂现有产能1GW,公司计划
北极星氢能网获悉,5月31日,工信部节能与综合利用司发布《国家工业节能降碳技术应用指南与案例(2024年版)》之十:氢能制取及利用技术。共计十五个方面,包括:大功率重卡车用燃料电池发电系统、氢燃料分布式发电系统、加氢站成套装备、氢能轨道交通用燃料电池动力系统、兆瓦级固体聚合物电解质电解
北极星氢能网获悉,5月28日,吉林省大安市与运达能源科技集团股份有限公司、招运(辽宁)新能源有限公司(由招商局太平湾开发投资有限公司与运达能源合资设立)正式签订战略合作协议。该项目总投资约235亿元,选址位于吉林西部(大安)清洁能源化工产业园,分为两大板块:一是投资约115亿元,建设约80
在“双碳”目标的引领下,我国风、光等新能源迎来前所未有的发展机遇。国能日新携AI黑科技,亮相SNECPV(2024)国际太阳能光伏与智慧能源大会。随着新能源装机快速增长之下,构建新型电力系统的需求愈发迫切。去年7月,国家顶层规划提出了清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能的新型电力
登上山顶远眺,一排排光伏板依山势逐光而列,宛如梯田般错落有致,连绵起伏。这是湖南娄底冷水江光伏项目,由国能日新为其提供功率预测产品与服务,现已正式投运并网发电,年均发电量为9959.64万kWh,每年可节约标准煤约60878.92吨,减少二氧化硫排放量约3565.92吨,减少氮氧化物排放量约982.96吨。项
北欧地区包括挪威、瑞典、芬兰、丹麦和冰岛五个国家,除冰岛外,其他四个国家均已实现电网互联,形成统一运行的北欧电力市场,被誉为全球第一个真正意义上的跨国电力市场,其作为区域电价解决区域间阻塞的典范一直都是研究电力市场的绝佳样本。国能日新近期在挪威落地微电网智慧能源管控项目,通过智慧
国能日新公布2024年度向特定对象发行A股股票预案,本次发行的发行对象为公司实际控制人雍正先生,雍正先生拟以现金方式认购公司本次发行的股票。本次向特定对象发行股票的发行价格为37.57元/股,不低于定价基准日前20个交易日公司股票均价的80%。本次向特定对象发行A股股票的发行数量不超过10,919,914
2024年1月8日,国能日新全资控股公司暨日新鸿晟智慧能源(上海)科技股份有限公司在羊城广州发布了“2024工商业储能合作招募计划”,南方电网特级战略技术专家郑耀东、中国能源研究会储能专委会副主任委员裴哲义、国能日新执行总裁周永、中关村储能产业技术联盟副秘书长唐亮共同启动和见证了这一重要时
近日,江苏固牌材料有限公司0.8MW/1.6MWh储能项目顺利验收成功并网,目前运行稳定良好。国能日新全资子公司日新鸿晟智慧能源(上海)有限公司作为项目投资方和运营商,为业主方提供光储全链条投资建设与全生命周期运营管理服务,保障该项目快速落地,实现其高安全性和高经济性运营。助力业主降低用能成
2023年10月16日-19日,2023北京国际风能大会暨展览会(CWP2023)在北京如约召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一,这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会,再次登陆北京,聚焦中国能源革命的未来。本届大会以“构筑全球稳定供应链共建能源转型新未来”为主题,将历时四天
随着全球能源需求的不断增长和对清洁能源日益迫切需求的发展,风光协同应用与互补供给发展是未来趋势所在,特别与储能技术相结合,可提高能源的利用效率,同时能够改善电力系统的稳定性和灵活性。面对大规模新能源接入和消纳,储能作为解决新能源发电不稳定性的重要工具,与其新能源发电、电力系统协调
近日,日新鸿晟智慧能源有限公司与晶科能源签署框架合作协议,晶科能源为日新鸿晟投资及运营的储能项目提供SunGiga液冷储能系统。“日新鸿晟”是国能日新科技股份有限公司在上海设立的子公司。致力于为工商业用户提供全链条储能投资运营、虚拟电厂聚合运营、综合能源服务等整体解决方案。本次日新鸿晟
9月19日,北极星电力网、北极星太阳能光伏网在江苏无锡举办“2023年光伏新时代论坛”和第十二届“北极星杯”光伏影响力品牌颁奖典礼,邀请政府部门、行业专家、光伏领军企业等齐聚盛会。大会以光伏企业协同创新、合作共赢发展为主题,聚焦行业发展、技术创新、市场应用角度,相关机构、协会、企业以及
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