中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2月14日一早，在國家電網(wǎng)浙江麗水縉云水光氫生物質(zhì)近零碳示范工程基地內(nèi)，以生物天然氣為燃料烹飪的早餐被端上餐桌，生物質(zhì)堆場里的氫能叉車開始了一天的裝卸工作……2022年10月31日投運(yùn)以來，該示范工程已產(chǎn)出生物天然氣近1000立方米，產(chǎn)出氫氣約1萬立方米?；氐纳a(chǎn)生活用能全部來自于此。
在“雙碳”目標(biāo)下，清潔低碳成為能源發(fā)展的主旋律。麗水縉云水光氫生物質(zhì)近零碳示范工程是麗水全域零碳能源互聯(lián)網(wǎng)綜合示范工程的重點(diǎn)場景之一，也是國家電網(wǎng)有限公司首批4個(gè)綠氫工程之一。該示范工程依托當(dāng)?shù)刭Y源稟賦，構(gòu)建“綠電-綠氫-生物質(zhì)”等多種綠色能源一體化的能源綜合利用系統(tǒng)，通過機(jī)制創(chuàng)新，喚醒沉睡資源、激活綠色潛質(zhì)，打造了鄉(xiāng)村場景下綠氫產(chǎn)制及跨界應(yīng)用的氫電耦合示范樣板。
深挖可再生能源資源綠氫發(fā)展有底氣
2月7日，縉云縣的茭白種植戶李衛(wèi)東早早趕到農(nóng)田為春播做準(zhǔn)備。“去年茭白賣了個(gè)好價(jià)錢，以前只能廢棄焚燒的茭白秸稈也賣錢了。今年我打算擴(kuò)大種植規(guī)模。”李衛(wèi)東說。茭白秸稈能創(chuàng)收，正是因?yàn)橛辛他愃N云水光氫生物質(zhì)近零碳示范工程。這些廢棄的秸稈被送到示范基地粉碎，再投入沼氣發(fā)生裝置就可以產(chǎn)制沼氣。
麗水縉云水光氫生物質(zhì)近零碳示范工程采用質(zhì)子交換膜技術(shù)，利用小水電資源和分布式光伏發(fā)電設(shè)備制備零排放無污染的綠氫。這些綠氫一部分用來滿足交通和工業(yè)用能需求，另一部分用來固定沼氣中的二氧化碳，使沼氣中的甲烷占比進(jìn)一步提高，成為生物天然氣并輸送至周邊客戶使用，滿足鄉(xiāng)村的清潔用能需求。
縉云縣有豐富的茭白秸稈、鴨糞等生物質(zhì)資源。同時(shí)，九山半水半分田的地貌讓區(qū)域內(nèi)水能和太陽能資源豐富。麗水現(xiàn)有水電站800余座，裝機(jī)容量占浙江水電總裝機(jī)容量的46%。針對這些資源稟賦，麗水縉云水光氫生物質(zhì)近零碳示范工程打造了包括水（光）電制氫、沼氣加氫脫碳、建筑熱電聯(lián)供等模塊在內(nèi)的技術(shù)示范。
示范工程還配有儲(chǔ)氫系統(tǒng)、甲烷化單元生物天然氣系統(tǒng)、高溫燃料電池系統(tǒng)及新能源車輛加氫系統(tǒng)，可促進(jìn)富余水電就地消納，提高廚余廢棄物與沼氣資源的循環(huán)利用效率，實(shí)現(xiàn)綠電制氫、沼氣加氫制生物天然氣、低壓儲(chǔ)氫、車網(wǎng)靈活聯(lián)動(dòng)。
加強(qiáng)核心技術(shù)研發(fā)綠氫應(yīng)用更高效
1月31日，在麗水縉云水光氫生物質(zhì)近零碳示范工程基地值班室，運(yùn)維人員張寧結(jié)束了夜間值班，走進(jìn)休息室準(zhǔn)備洗漱。休息室中的熱水不用電、不用氣，而是利用熱回收系統(tǒng)加熱而來。
“目前，基地每周投放一次生物質(zhì)資源。這些生物質(zhì)資源以縉云縣供電公司上湖基地食堂的廚余垃圾和從當(dāng)?shù)厥占霓r(nóng)業(yè)廢料為主，再按一定比例投入沼氣發(fā)生裝置。”張寧介紹。
生物質(zhì)資源蛻變?yōu)榍鍧嵞茉矗P(guān)鍵在于利用好甲烷。甲烷是沼氣和生物天然氣中的主要有效物質(zhì)。“以往利用生物質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣中，甲烷的占比只有55%左右，其余大部分為二氧化碳。示范工程利用全國首臺(tái)沼氣+氫甲烷化設(shè)備，讓氫氣與沼氣中的二氧化碳反應(yīng)生成甲烷，將沼氣中甲烷的提取量提高至95%以上，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村廢棄生物質(zhì)資源循環(huán)利用。”浙江電力科學(xué)研究院科技研發(fā)中心李志浩介紹。示范基地內(nèi)的沼氣發(fā)生裝置每天可額定處理0.8噸廢棄生物質(zhì)資源，沼氣產(chǎn)量可達(dá)每天60立方米，每月能夠減少0.18噸二氧化碳排放。
甲烷化過程為強(qiáng)放熱反應(yīng)，通過余熱回收系統(tǒng)，該過程釋放的熱量能夠?yàn)槊袼蕖⒕频?、基地等場所提供熱水。同時(shí)，生物質(zhì)原料發(fā)酵過程中產(chǎn)生的沼渣、沼液可作為有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)農(nóng)村生物質(zhì)資源循環(huán)利用。
“除了食宿，基地內(nèi)氫能叉車的燃料也是氫氣，我們已經(jīng)提早過上了‘零碳’生活?！睆垖幷f?；赜袃膳_(tái)載重3.5噸的氫能叉車，相比燃油叉車，每臺(tái)叉車每天可減少約0.15噸二氧化碳排放。
實(shí)現(xiàn)監(jiān)控評估分析功能綠氫管理更精細(xì)
“氫電耦合能量管理系統(tǒng)啟動(dòng)完成，供能策略選擇經(jīng)濟(jì)供能模式。”2月1日，麗水縉云水光氫生物質(zhì)近零碳示范工程的基地運(yùn)維人員打開氫電耦合能量管理系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)提供的計(jì)劃曲線，從低碳供能、高效供能、經(jīng)濟(jì)供能、可靠供能4種模式中選擇了合適的供能策略，一鍵啟動(dòng)氫能站設(shè)備。
2022年11月，氫電耦合能量管理系統(tǒng)在麗水縉云水光氫生物質(zhì)近零碳示范工程基地上線運(yùn)行。該系統(tǒng)兼?zhèn)涠嘣茉慈氨O(jiān)控、能量管理、能效管控、運(yùn)行評估、能流碳流分析等功能。
氫電耦合能量管理系統(tǒng)能夠統(tǒng)計(jì)分析示范基地內(nèi)能源數(shù)據(jù)、氫能利用數(shù)據(jù)和節(jié)能減排數(shù)據(jù)等，計(jì)算區(qū)域能源總體供給和消費(fèi)情況，完成實(shí)時(shí)供需分析。該系統(tǒng)以預(yù)測負(fù)荷為基礎(chǔ)，為能量管理策略提供依據(jù)。
此外，氫電耦合能量管理系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與深度學(xué)習(xí)建立水電、負(fù)荷短期預(yù)測模型，結(jié)合氣象參數(shù)、水電機(jī)外特性、水電功率、負(fù)荷功率分析，提供24小時(shí)至7天內(nèi)粗粒度的水電與負(fù)荷預(yù)測功率，實(shí)現(xiàn)示范工程安全運(yùn)行與綜合能效最大化。
“麗水縉云水光氫生物質(zhì)近零碳示范工程在實(shí)現(xiàn)農(nóng)村地區(qū)可再生能源就地消納的同時(shí)，兼顧農(nóng)村廢棄物循環(huán)利用，真正意義上做到了能源制、產(chǎn)、用全過程零碳?！眹W(wǎng)浙江省電力有限公司科技部相關(guān)人員介紹，工程將推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展，促進(jìn)我國可再生能源產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
