电力到天然气技术如何成为绿色和有利可图的

基于风力的氢生产现在已经在商业上可行。到目前为止,人们普遍认为这种环保的电力 - 燃气技术无法实现盈利。慕尼黑工业大学(TUM),曼海姆大学和斯坦福大学的经济学家现在根据德国和德克萨斯州的市场情况描述了灵活的生产设施如何使这项技术成为能源系统转型的关键组成部分。

从化肥生产,作为发电站的冷却剂或汽车的燃料电池:氢气是一种高度通用的气体。今天,大多数用于工业应用的氢气是使用化石燃料生产的,尤其是天然气和煤炭。然而,在环境友好型能源系统中,氢可以发挥不同的作用:作为重要的存储介质和平衡配电网络的手段:过量的风能和太阳能可以用于通过水电解产生氢气。这个过程被称为功率 - 气体。氢可以稍后回收能量,例如通过在燃料电池中产生电力和热量,将氢混合到天然气管道网络中或转化成合成气。

“我应该卖掉能量还是转换它?”

然而,电力 - 燃气技术一直被视为无竞争力。TUM管理会计主席Gunther Glenk和曼海姆大学和斯坦福大学研究员Stefan Reichelstein教授现已完成分析,证明了零排放和有利可图的氢气生产的可行性。他们的研究发表在Nature Energy杂志上,表明在德国和德克萨斯州当前的市场环境中,有一个因素至关重要:

该概念需要可用于将电力馈入电网并产生氢气的设施。这些尚未普遍使用的组合系统必须对风电输出和电力市场价格的广泛波动做出最佳响应。“运营商可以随时决定:我应该出售能源还是转换能源,”Stefan Reichelstein解释道。

某些行业的生产今天已经有利可图

在德国和德克萨斯州,达到某些产量水平,这些设施已经可以以与使用化石燃料的设施竞争的成本生产氢气。然而,在德国,政府给予的价格必须用于发电,而不是将电力输入电网。

“对于中小规模生产,这些设施现在已经盈利,”Reichelstein说。例如,这种规模的生产适用于金属和电子行业 - 或者用于为工厂现场的叉车车队提供动力。经济学家预测,到2030年,该工艺在大规模生产中也具有竞争力,例如炼油厂,氨生产,假设风电和电解质成本保持近年来的下行轨迹。“也可以设想在卡车和轮船的燃料电池中使用,”格伦克说。

智能基础设施的能源

经济学家的模型为工业和能源政策提供了规划蓝图。它可以考虑许多其他因素,例如碳排放费用,并计算两个子系统的最佳尺寸。它也适用于其他国家和地区。

“Power-to-gas为各行各业的公司提供了新的商业模式,”Glenk说。“电力公用事业公司可以成为工业的氢供应商。同时,制造商可以通过自己的综合设施参与分散式发电业务。这样,我们就可以开发一种气候友好型智能基础设施,最佳地将发电,生产联系起来。和运输。“