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氢燃料发电设施和锂离子电池储能系统哪个更具成本效益?

作者:刘伯洵 来源:中国储能网 发布时间:2021-08-06 浏览:
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中国储能网讯:根据麻省理工学院的一项研究,氢燃料发电设施将与锂离子电池储能系统在季节性储能应用方面展开市场竞争,其成本竞争力将取决于它们可能取代的天然气发电厂热效率。  

在加利福尼亚州运营的一座天然气发电厂  

麻省理工学院的科学家在技术和经济方面进行了分析,以评估氢燃料发电设施与锂离子电池储能系统在替代天然气发电厂发挥作用之间的潜在竞争,并发现锂离子电池储能系统在成本方面可能是最有效的解决方案,尽管在某些情况下氢燃料发电设施是一种更加可行的替代方案。

他们在发表的一篇名为《按季节平衡加州电力系统的技术经济分析:氢气与锂离子电池》论文指出,采用氢气为燃料的燃气轮机(HFGT)目前能够以1,320美元/kW成本运营,将会取代天然气发电厂,可以满足季节性平衡电网的需求。论文中假设氢气燃气轮机(HFGT)的维护成本与天然气发电厂的维护成本相同,每年约为13美元/kW,而氢气的运输成本估计为0.6美元/kg到2美元/kg。

此外,根据麻省理工学院的科学家的计算,目前绿氢的生产成本在3美元/kg到10美元/kg,具体取决于生产条件,而灰氢或蓝氢的生产成本分别为1美元/kg和1.50美元/kg。他们在文章中指出,“假设质子交换膜(PEM)电解槽的利用率为40%,输入电力成本为10美元/MWh,绿氢的生产成本为5美元//kg,绿氢目前的成本显然比灰氢或蓝氢更昂贵,但随着市场需求的增加,预计到2050年,绿氢生产成本将下降70%。”  

至于锂离子储能系统的成本,100MW/400MWh电池储能系统的建造成本可能降到236.5美元/MWh。

麻省理工学院的研究团队在这两种能源能够满足2019年加州天然气发电设施实现的发电量的情况下,比较了氢气燃气轮机(HFGT)和大型锂离子电池储能系统的平准化能源成本(LCOE)。并假设部署的这两类项目工作寿命均为15年,贴现率都为10%。报告进一步解释说,“我们将氢气燃气轮机(HFGT)的年燃料消耗量计算在购买氢气运行设施相关的总成本之内,而锂离子电池储能系统的年燃料消耗量等于储能系统中存储电力的总成本。”

分析表明,氢气燃气轮机(HFGT)的竞争力主要取决于它们应该替换的天然气发电厂热效率。而热效率代表着发电厂的效率。研究人员声称,当热效率更高时,氢气燃气轮机(HFGT)比锂离子电池储能系统更具竞争力。此外,他们发现由二氧化碳捕获产生的蓝氢驱动的氢燃气轮机(HFGT)可能是天然气发电厂更具成本竞争力的替代品。研究人员在论文指出:“我们发现当今市场的电价不足以证明对这项技术的投资是合理的。但是,我们注意到随着可变可再生能源发电量在市场中的份额不断增长,市场内可能出现更极端的电价模式。”

作者:Emiliano Bellini

关键字:储能,氢能

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