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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 風(fēng)氫產(chǎn)業(yè)的開(kāi)發(fā)與研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 經(jīng)濟(jì)
- 簡(jiǎn)介：
- 隨著能源緊缺問(wèn)題的日益嚴(yán)重，風(fēng)能作為可再生的能源，正被廣泛開(kāi)發(fā)利用。而其間歇性、不穩(wěn)定的特點(diǎn)，加上目前我國(guó)智能電網(wǎng)建設(shè)有限，導(dǎo)致許多大規(guī)模風(fēng)電廠(chǎng)常常處于停產(chǎn)、半停產(chǎn)狀態(tài)；大量多余風(fēng)電無(wú)法并入電網(wǎng)，造成巨大浪費(fèi)?；诖爽F(xiàn)象，本文提出了風(fēng)電制氫的構(gòu)想，將多余閑置的風(fēng)電能轉(zhuǎn)化成氫能以提高能源利用效率。并對(duì)此建立系列經(jīng)濟(jì)、環(huán)境指標(biāo)、財(cái)務(wù)現(xiàn)金流估算模型，對(duì)風(fēng)氫鏈項(xiàng)目的績(jī)效進(jìn)行評(píng)價(jià)，驗(yàn)證了其可行性與經(jīng)濟(jì)效益。
- 詳細(xì)介紹：
- 我國(guó)目前已有累計(jì)裝機(jī)全球第二的風(fēng)電生產(chǎn)規(guī)模，本文首先分析了我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)能日后進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢(shì)，提出了解決風(fēng)電產(chǎn)能浪費(fèi)的替代方案，即建立風(fēng)氫產(chǎn)業(yè)鏈，有效利用風(fēng)電來(lái)生產(chǎn)可存儲(chǔ)、可運(yùn)輸?shù)那鍧嵰簯B(tài)氫能源。在提出該項(xiàng)目的可行性后，對(duì)適合不同地區(qū)的制氫廠(chǎng)規(guī)模、設(shè)備裝機(jī)量建立了模型進(jìn)行估算。在此基礎(chǔ)上，建立了一整套，動(dòng)態(tài)地從長(zhǎng)期投資的角度建立了評(píng)價(jià)風(fēng)氫鏈項(xiàng)目的模型。特別地，在現(xiàn)金流入模型中，對(duì)電網(wǎng)頻率進(jìn)行調(diào)整帶來(lái)的支出減少、碳減排帶來(lái)的環(huán)境收益進(jìn)行了量化。本文還建立了一系列，并對(duì)其中一些指標(biāo)進(jìn)行了敏感性分析。
作品專(zhuān)業(yè)信息
撰寫(xiě)目的和基本思路
- 我國(guó)目前風(fēng)電產(chǎn)量達(dá)全球第二，然而受制于風(fēng)力資源不穩(wěn)定的特性，大量風(fēng)電閑置造成了巨大浪費(fèi)。本文針對(duì)此現(xiàn)象提出可行的解決方案。 本文首先分析了我國(guó)風(fēng)資源分布及風(fēng)電產(chǎn)能現(xiàn)狀；而后提出替代方案—風(fēng)電制氫；接著根據(jù)各地區(qū)風(fēng)能歷時(shí)曲線(xiàn)、制氫廠(chǎng)規(guī)模、設(shè)備裝機(jī)量建立估算模型，闡釋了在風(fēng)電廠(chǎng)建設(shè)制氫廠(chǎng)的可行性；最后用凈現(xiàn)值法動(dòng)態(tài)地從長(zhǎng)期投資的角度建立了評(píng)價(jià)風(fēng)氫鏈項(xiàng)目的財(cái)務(wù)現(xiàn)金流估算模型，將環(huán)境收益進(jìn)行了量化。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 風(fēng)制電，電制氫是兩個(gè)完全獨(dú)立、各有利弊的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，國(guó)內(nèi)目前尚無(wú)完美的解決方案。本文大膽將這兩個(gè)環(huán)節(jié)聯(lián)系起來(lái)，創(chuàng)造性地在國(guó)內(nèi)首次提出了在風(fēng)電場(chǎng)建立制氫廠(chǎng)的構(gòu)想，將剩余風(fēng)電量用于制造可存儲(chǔ)、可運(yùn)輸?shù)那鍧嵰簯B(tài)氫能源，形成風(fēng)氫鏈生產(chǎn)系統(tǒng)。同時(shí)，本文創(chuàng)新性地在現(xiàn)金流入模型中加入了對(duì)電網(wǎng)頻率進(jìn)行調(diào)整帶來(lái)的支出減少、碳減排帶來(lái)的環(huán)境收益帶來(lái)的現(xiàn)金流流入測(cè)算模型，量化了用于評(píng)價(jià)該項(xiàng)目的多項(xiàng)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境指標(biāo)。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對(duì)能源的需求也在不斷地上升，而碳能源的缺乏和對(duì)環(huán)境的污染、核能的安全隱患，使得人們不斷地開(kāi)發(fā)新能源。然而作為新能源之一的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)和氫能源的生產(chǎn)都在不同程度的存在著制約，不能大量的開(kāi)發(fā)滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)的需要。本文提出的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)鏈將風(fēng)電產(chǎn)業(yè)和氫能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)行結(jié)合，解決了風(fēng)電產(chǎn)業(yè)上網(wǎng)電量不穩(wěn)定，產(chǎn)能過(guò)剩和氫能源制取耗能大的缺點(diǎn)，從而使我國(guó)的大量風(fēng)能資源能夠得到合理的利用，大量制氫也成為現(xiàn)實(shí)。
作品摘要
- 我國(guó)目前已有累計(jì)裝機(jī)全球第二的風(fēng)電生產(chǎn)規(guī)模，然而風(fēng)力資源具有間歇性和不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，加上我國(guó)目前智能電網(wǎng)建設(shè)有限，導(dǎo)致多余風(fēng)電量無(wú)法并入電網(wǎng)，使得許多投資巨大的風(fēng)電廠(chǎng)常常處于停產(chǎn)和半停產(chǎn)狀態(tài)，造成了巨大浪費(fèi)。本文首先分析了我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)能日后進(jìn)一步擴(kuò)大的趨勢(shì)，提出了解決風(fēng)電產(chǎn)能浪費(fèi)的替代方案，即建立風(fēng)氫產(chǎn)業(yè)鏈，有效利用風(fēng)電來(lái)生產(chǎn)可存儲(chǔ)、可運(yùn)輸?shù)那鍧嵰簯B(tài)氫能源。在提出該項(xiàng)目的可行性后，對(duì)適合不同地區(qū)的制氫廠(chǎng)規(guī)模、設(shè)備裝機(jī)量建立了模型進(jìn)行估算。在此基礎(chǔ)上，建立了一整套財(cái)務(wù)現(xiàn)金流估算模型，動(dòng)態(tài)地從長(zhǎng)期投資的角度建立了評(píng)價(jià)風(fēng)氫鏈項(xiàng)目的模型。特別地，在現(xiàn)金流入模型中，對(duì)電網(wǎng)頻率進(jìn)行調(diào)整帶來(lái)的支出減少、碳減排帶來(lái)的環(huán)境收益進(jìn)行了量化。本文還建立了一系列經(jīng)濟(jì)、環(huán)境指標(biāo)對(duì)風(fēng)氫鏈項(xiàng)目的績(jī)效進(jìn)行了評(píng)價(jià)，并對(duì)其中一些指標(biāo)進(jìn)行了敏感性分析。
獲獎(jiǎng)情況及評(píng)定結(jié)果
- 無(wú)
參考文獻(xiàn)
- [1]申寬育．中國(guó)的風(fēng)能資源與風(fēng)力發(fā)電[J]．西北水電，2010，76-81 [2]中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)研究[J]．中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)網(wǎng)，2010 [3]鄭爾歷．關(guān)于酒泉風(fēng)電場(chǎng)電力制氫可行性的探討[J]．中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)網(wǎng)，2010 [4]鄭爾歷．風(fēng)電制氫與風(fēng)電上網(wǎng)的利用效率比較[J]．中國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)網(wǎng)，2010 [5]曹玉貴．投資項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)理論與方法[M]．鄭州，黃河水利出版社，2006，4－8 [6]劉志東．西方項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)理論與方法體系比較研究[J]．科技進(jìn)步與對(duì)策，2006，175－174 [7]步學(xué)朋，徐振剛．化制氫現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J]．工廠(chǎng)動(dòng)力，2004，33－37 [8] 全球風(fēng)能理事會(huì)發(fā)布．2008年全球風(fēng)電市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)[J]．中國(guó)風(fēng)力發(fā)電信息網(wǎng)，2009 [9]Matt hias Altmann，F(xiàn)rank Richert．HYDROGEN PRODUCTION AT OFFSHORE WIND FARMS[J]．Offshore Wind Energy Special Topic Conference, Brussels, Belgium，2001 [10]Murat．Hydrogen generation from small-scale wind-powered electrolysis system in different power matching modes[J]．international journal of hydrogen energy，2010，35：10050-10059
調(diào)查方式
- 無(wú)
同類(lèi)課題研究水平概述
- 一、我國(guó)學(xué)者研究方向主要集中在大規(guī)模非并網(wǎng)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)研究、國(guó)外風(fēng)電制氫的理論與實(shí)踐分析研究以及風(fēng)電制氫在我國(guó)應(yīng)用的可行性分析。 顧衛(wèi)東（2008）提出大規(guī)模風(fēng)電的應(yīng)用及風(fēng)電的自然特性決定風(fēng)電市場(chǎng)必須走多元化發(fā)展道路，構(gòu)建大規(guī)模非并網(wǎng)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)體系，是風(fēng)電多元化發(fā)展的重要基礎(chǔ)。非并網(wǎng)風(fēng)電拓寬了風(fēng)電應(yīng)用領(lǐng)域，可大規(guī)模應(yīng)用于以電解鋁為重點(diǎn)的有色冶金工業(yè)、鹽化工氯堿產(chǎn)業(yè)、海水淡化、規(guī)?；茪渲蒲跻苑墙饘贋樵系木罴庸さ雀吆哪墚a(chǎn)業(yè)。并推動(dòng)風(fēng)機(jī)運(yùn)營(yíng)維護(hù)、風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行管理、海上風(fēng)電場(chǎng)觀(guān)光旅游、風(fēng)電項(xiàng)目投融資管理以及與非并網(wǎng)風(fēng)電相關(guān)的金融保險(xiǎn)等服務(wù)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。 張碧航、周曉宏（2009）根據(jù)風(fēng)能特有的間歇性、不規(guī)則性的特點(diǎn)，通過(guò)改進(jìn)的特殊的電路設(shè)計(jì)，模擬風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電流輸出特性，試驗(yàn)當(dāng)電壓、電流等量發(fā)牛波動(dòng)時(shí)，水電解制氧設(shè)備的氧氣、氧氣的產(chǎn)生率隨風(fēng)電輸出功率的變化情況，同時(shí)考察整套裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性，為非并網(wǎng)風(fēng)電大規(guī)模應(yīng)用于水電解制氫制氧的工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。 鄭爾立（2010）分析了酒泉風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)電上網(wǎng)電量不穩(wěn)定和產(chǎn)能過(guò)剩的主要問(wèn)題，對(duì)風(fēng)電制氫在酒泉風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)用的可行性進(jìn)行分析，并且比較了風(fēng)電制氫和風(fēng)電上網(wǎng)的風(fēng)能利用效率，風(fēng)電制氫對(duì)風(fēng)能利用率顯著提高。 二、國(guó)外學(xué)者的研究思路首先是對(duì)風(fēng)電制氫的可行性進(jìn)行分析，其次深入定量的研究不同地區(qū)的風(fēng)能蘊(yùn)含量、氫能源產(chǎn)量及氫能源價(jià)格的估計(jì)，最后完整地建立各種風(fēng)氫能源混合系統(tǒng)及評(píng)價(jià)。 S.A. Sherif、F. Barbir和T.N. Veziroglu（2002）提出風(fēng)能作為增長(zhǎng)最快的能源，年產(chǎn)量增長(zhǎng)率達(dá)到年均27%，與石油、電能等傳統(tǒng)能源相比更環(huán)保、獲取成本更低。風(fēng)能可以通過(guò)與高壓輸電網(wǎng)連接、電解水兩種方法來(lái)轉(zhuǎn)換氫能。 2004年，世界上第一臺(tái)風(fēng)氫能轉(zhuǎn)換設(shè)備在挪威安裝并正式開(kāi)始運(yùn)行。?ystein Ulleberg、Torgeir Nakken和Arnaud Ete′（2009）通過(guò)4年來(lái)對(duì)此風(fēng)氫能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)數(shù)據(jù)和資料采集，提出了一系列改善風(fēng)氫能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)效率的方法，如固定風(fēng)速、改變系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、采用更先進(jìn)的電解裝置等等，并對(duì)其有效性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 Murat Go¨kc?ek（2010）研究了風(fēng)氫能轉(zhuǎn)換裝置與不同型號(hào)電解裝置的匹配程度以及配置不同長(zhǎng)度軸心的渦輪機(jī)對(duì)產(chǎn)量與成本的影響，進(jìn)一步改善了風(fēng)氫能轉(zhuǎn)換裝置的效率。
