氢能发电或成为支持风能和太阳能的具有成本竞争力的选择

MITEI（麻省理工学院能源倡议）的一个团队发现，氢能发电可以成为支持风能和太阳能的具有成本竞争力的选择。在发表在《应用能源》杂志上的一篇论文中，他们报告说，他们设计了一种方法来估算使用氢燃气轮机 (HFGT) 或锂离子电池系统 (LI)。

应用该模型，他们发现使用以绿色氢为燃料的 HFGT 与满足这种季节性不平衡相关的平均 LCOE 为 2400 美元/MWh，使用 LI 为 3000 美元/MWh。如果 HFGT 使用蓝氢运行，平均 LCOE 将降至 1560 美元/MWh。

然而，作者指出，证明投资 HFGT 以取代天然气燃气轮机所需的电价远高于当今市场上看到的电价。

由于太阳能和风能等 VRE 仅在阳光充足和有风时才能发电，因此它们需要从其他能源中获得支持，尤其是在电力需求旺盛的季节。

温室气体排放峰值发电厂的低碳和零碳替代品正在开发中，例如锂离子电池阵列和氢能发电。但是，这些不断发展的技术中的每一种都有其自身的一系列优势和限制，事实证明，很难以对从事清洁能源转型的政策制定者、投资者和公用事业公司有用的方式来构建关于这些选项的辩论。

Gençer 和 Drake D. Hernandez 设计了一个模型，可以更精确地确定峰值发电厂替代方案的利弊。他们的混合技术和经济分析基于加利福尼亚电力系统的详细清单。

加州 20% 以上的电力来自太阳能，约 7% 来自风能，更多的 VRE 正在迅速上线。这意味着其尖峰发电厂已经发挥了关键作用，每天晚上在太阳下山时或在集中用电等事件导致电力使用量增加时都会上线。

选择 2019 年作为他们的基准研究年，该团队研究了运行天然气调峰电厂的成本，他们将其定义为一年中运行 15% 以应对间歇性可再生电力缺口的电厂。此外，他们还确定了这些发电厂释放的二氧化碳量以及减少这些排放的费用。大部分信息都是公开的。

提出用大量锂离子电池更换调峰电厂的价格也相对简单。然而，降低氢燃料发电的成本具有挑战性。 获取更多前沿科技 研究进展 访问：https://byteclicks.com

该团队考虑了两种不同形式的氢燃料来替代天然气，一种是通过将水和电转化为氢的电解装置生产的，另一种是对天然气进行改造，产生可以捕获以减少排放的氢和碳废物。他们还计算了改造天然气工厂以燃烧氢气。他们的模型包括确定全州可能的位置以及建造这些设施所涉及的费用。

Gençer 表示将基于化石燃料的工厂转换为基于氢气的工厂的总体价格非常高，而且这种转换可能要等到更多经济部门采用氢，无论是作为运输燃料还是用于各种制造和工业目的。

研究人员认为，像他们这样的研究可以帮助关键的能源利益相关者做出更明智的决定。为此，他们将研究分析整合到 SESAME 中，SESAME 是麻省理工学院研究人员开发的用于一系列能源系统的生命周期和技术经济评估工具。例如，用户可以利用这种复杂的建模环境来比较不同技术的能源存储和排放成本，或者确定将天然气发电厂替换为氢动力发电厂是否具有成本效益。

这项研究的资金由 MITEI 的低碳能源中心和未来存储研究提供。