陳東明

摘要：氫能的開(kāi)發(fā)主要是為了應(yīng)對(duì)全球氣候變化，保證國(guó)家能源安全的重要基礎(chǔ)，有助于完成低碳轉(zhuǎn)型的戰(zhàn)略目標(biāo)，因此在實(shí)際工作中需要充分地發(fā)揮氫能本身的優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化綜合能源管理系統(tǒng)，從而使能源利用率能夠得到全面提高?；诖吮疚恼撌隽藲淠茉诰C合能源系統(tǒng)中的利用前景。

關(guān)鍵詞：氫能;綜合能源系統(tǒng);應(yīng)用前景

一、氫能在綜合能源系統(tǒng)中的運(yùn)用背景

在近年來(lái)隨著我國(guó)當(dāng)前能源保護(hù)工作的順利進(jìn)行和能源體制改革的不斷深入，能源服務(wù)彰顯出新的特點(diǎn)，綜合能源服務(wù)能夠滿(mǎn)足用戶(hù)多元化需求背景擴(kuò)展企業(yè)的盈利空間，提高社會(huì)本身的整體效能。大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)屬于綜合能源系統(tǒng)的重要核心，能夠真正地發(fā)揮能源緩沖器的優(yōu)勢(shì)，并且作為清潔和高效的能源儲(chǔ)存技術(shù)，應(yīng)用于合成氨和冶煉廠等不同的工業(yè)中，實(shí)現(xiàn)資源的科學(xué)配置。在近年來(lái)隨著我國(guó)能源政策和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，氫能利用率有著新的突破，并且形成完善的技術(shù)驅(qū)動(dòng)，有效地提高了氫能本身的使用效果。在氫能使用的過(guò)程中，我國(guó)制定了對(duì)應(yīng)的政策激勵(lì)措施，提高氫能本身的利用率，并且創(chuàng)新了氫能儲(chǔ)存系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)模塊，對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)進(jìn)行了技術(shù)方案的優(yōu)化，節(jié)約了不必要資源的浪費(fèi)，以氫能作為主要的能源基礎(chǔ)有效地提高了能源利用的經(jīng)濟(jì)性。預(yù)計(jì)到2050年能源需求的18%，有效地緩解了我國(guó)當(dāng)前的能源緊張問(wèn)題，符合資源配置的要求。相關(guān)專(zhuān)家學(xué)者綜合分析了氫能在未來(lái)能源中的運(yùn)用方向，并且對(duì)比了不同輕供應(yīng)鏈條件下溫室氣體的排放指標(biāo)和強(qiáng)度，指出了未來(lái)清潔氫能的供應(yīng)以及發(fā)展模塊，例如在未來(lái)能源框架中可以將氫能用于發(fā)電和工業(yè)領(lǐng)域中，全面的促進(jìn)能源的有效使用，減少各種資源浪費(fèi)問(wèn)題的發(fā)生，并且還和價(jià)值鏈成本動(dòng)態(tài)模式進(jìn)行了相互的融合，給出了完整的產(chǎn)業(yè)鏈架構(gòu)，有效地提高了性能本身的使用效果。在能源系統(tǒng)應(yīng)用的過(guò)程中，需要根據(jù)新時(shí)期下的發(fā)展方向整合大量波動(dòng)性的可再生能源，之后再創(chuàng)新能源的使用模塊，從而使能源使用率能夠符合預(yù)期的要求。

在綜合能源系統(tǒng)中融入氫能的作用較為突出，能夠根據(jù)不同的應(yīng)用要求比較供能方式之間的共同點(diǎn)以及差別之后，再把握不同的關(guān)鍵參數(shù)，以此來(lái)優(yōu)化當(dāng)前的應(yīng)用模式。之后再掌握氫能在綜合能源管理中的應(yīng)用途徑以及應(yīng)用進(jìn)展，加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的科學(xué)研發(fā)，充分地發(fā)揮功能本身的利用優(yōu)勢(shì)，從而使綜合能源系統(tǒng)發(fā)展效果能夠得到全面的提高。

二、氫能在綜合能源系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

（一）儲(chǔ)能技術(shù)

氫能在綜合能源系統(tǒng)中的利用作用較為突出，尤其是在儲(chǔ)能技術(shù)利用的過(guò)程中，有效地保證了整體的儲(chǔ)存效果，在以往儲(chǔ)能技術(shù)使用過(guò)程中以電荷的形式進(jìn)行儲(chǔ)存點(diǎn)，在需要能量時(shí)放電，隨著科技水平的不斷提高，能量?jī)?chǔ)存方式逐漸朝著多元化的趨勢(shì)不斷的發(fā)展，常規(guī)的儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)很難滿(mǎn)足新時(shí)期下的發(fā)展要求了，并且隨著氫能產(chǎn)業(yè)模式的不斷擴(kuò)大，要以氫能為主要的基礎(chǔ)來(lái)調(diào)整現(xiàn)有的儲(chǔ)能方案，從而提高整體的工作水平。例如在實(shí)際工作中可以融入ess技術(shù)模式，這一技術(shù)反應(yīng)迅速，具有調(diào)峰填谷的優(yōu)勢(shì)，并且有效地提高了電網(wǎng)的頻率。在技術(shù)模式使用過(guò)程中還配合了變速渦輪機(jī)，有效地保證了整體的儲(chǔ)能效果，并且在技術(shù)實(shí)施的過(guò)程中可以使再生能源輕供應(yīng)成本逐漸的下降，滿(mǎn)足各項(xiàng)的儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)，充分的彰顯儲(chǔ)能技術(shù)本身的利用優(yōu)勢(shì)。在系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中，將電流儲(chǔ)存由電流流過(guò)超導(dǎo)線圈中的磁場(chǎng)進(jìn)行有效的儲(chǔ)存，并且整體的損耗幾乎為0，是以往儲(chǔ)能消耗的2%左右，并且也可以根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)調(diào)節(jié)充電和放電過(guò)程中的能源損耗，使儲(chǔ)能效率能夠符合預(yù)期的要求。這一儲(chǔ)能方式的壽命較長(zhǎng)，循環(huán)效率大概為55%左右，有效地提高了整體的儲(chǔ)能效果。在技術(shù)模式實(shí)施的過(guò)程中，要考慮和其他儲(chǔ)能技術(shù)之間的關(guān)系，搭建組合式的技術(shù)方案，減少前期的成本投入。在實(shí)際工作中需要加強(qiáng)對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的深入性研究以及開(kāi)發(fā)，并且還需要和氫能特點(diǎn)進(jìn)行相互的匹配，從而使各項(xiàng)儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)施效果能夠得到全面的增強(qiáng)。另外還需要設(shè)置不同的部分中級(jí)模塊，加快信息響應(yīng)的速度，之后，再按照不同的價(jià)值鏈特點(diǎn)采取更加科學(xué)的儲(chǔ)能技術(shù)路徑，從而提高整體的儲(chǔ)能效果。

（二）在不同領(lǐng)域中的利用

1.應(yīng)用于工業(yè)用戶(hù)

氫能是以純凈的形式而存在的，或者是成為合成液態(tài)，當(dāng)前大多數(shù)的氫能用于工業(yè)領(lǐng)域，直接輔助鋼鐵以及冶金等生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，屬于重要的原材料，并且在運(yùn)用的過(guò)程中還可以降低其中的能耗，屬于新型的綠色環(huán)保技術(shù)，有效地保證了技術(shù)本身的使用效果。在工業(yè)用戶(hù)中大多數(shù)的能量來(lái)自于天然氣和煤炭等等，在以往使用中對(duì)周邊環(huán)境影響較為突出，因此在實(shí)際工作中需要充分地發(fā)揮青能本身的優(yōu)勢(shì)，提供可再生的電力，減少各種碳排放的情況。在實(shí)際管理的過(guò)程中需要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備去除雜質(zhì)的優(yōu)化力度，之后代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氧氣轉(zhuǎn)換爐，適當(dāng)?shù)目刂破渲械哪茉聪?，從而保證整體的使用效果。另外在后續(xù)工作中還需要進(jìn)行的是氫能合成燃料的使用，為海事和鐵路運(yùn)輸提供重要的基礎(chǔ)，同時(shí)還可以設(shè)置不同的能源制備模式，滿(mǎn)足循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求。

2.用于交通運(yùn)輸

氫能作為潛在的交通燃料被視為石油和天然氣的替代品，氫動(dòng)力系統(tǒng)真正的實(shí)現(xiàn)零排放，有效地滿(mǎn)足節(jié)能減排的發(fā)展要求，其中可以配合著質(zhì)子交換模電和固體氧化物電池來(lái)充分地發(fā)揮氫能技術(shù)本身的優(yōu)勢(shì)。值得注意的是，在技術(shù)模式使用過(guò)程中，需要考慮其中的能源消耗以及工業(yè)溫度等等，設(shè)置不同的功率密度指標(biāo)。相比于純電動(dòng)汽車(chē)氫燃料電池汽車(chē)以及卡車(chē)燃料加入時(shí)間較短，續(xù)航里程較長(zhǎng)，但是氫能汽車(chē)的綜合能量利用效率僅為25%左右。各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)還處于研發(fā)階段，因此需要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)模式的深入性分析和交通行業(yè)進(jìn)行相互的匹配，充分地發(fā)揮輕農(nóng)資源本身的優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí)在實(shí)際使用過(guò)程中也可以投入到鐵路以及航空領(lǐng)域，主要是用作輔助動(dòng)力單元，并且根據(jù)碳排放的管理要求充分地發(fā)揮氫能本身的潛在空間，從而滿(mǎn)足各個(gè)系統(tǒng)的基本運(yùn)作。在實(shí)際使用的過(guò)程中可以利用氫燃料電池之后再配合著微電網(wǎng)搭建一體化的系統(tǒng)利用模式，從而提高能源本身利用率，避免出現(xiàn)較為嚴(yán)重的資源消耗問(wèn)題，從而使整體資源利用效果能夠得到全面的提升。

3.能源企業(yè)

在能源企業(yè)中利用氫能的優(yōu)勢(shì)較為突出，有效地轉(zhuǎn)變了在以往能源企業(yè)發(fā)展中粗放式的工作模式，從而保證整體的使用效果。氫能作為燃?xì)廨啓C(jī)或者是電池能夠提供對(duì)應(yīng)的燃料，并且可以作為備用電源滿(mǎn)足當(dāng)前的供電需求，尤其是在偏遠(yuǎn)地區(qū)的利用非常的重要屬于靈活性的電源體系，多方位的符合整體的使用標(biāo)準(zhǔn)。氫能作為壓縮氣體的方式進(jìn)行儲(chǔ)存能夠平衡電力的需求，同時(shí)也可以和可再生能源的間歇性波動(dòng)相互地融合，從而保證系統(tǒng)的基本運(yùn)作。在能源具體使用的過(guò)程中，要建立燃料管理的目標(biāo)，并且提供更加可靠的清潔能源。控制好前期的成本投入，充分地發(fā)揮性能本身的優(yōu)勢(shì)。

4.建筑供熱

在建筑工作中融入氫能能源的優(yōu)勢(shì)也較為突出，既可以減少環(huán)境污染，還有助于滿(mǎn)足基本的使用要求。在實(shí)際使用的過(guò)程中可以和天然氣相互的混合，之后再根據(jù)燃料電池技術(shù)充分地提高能源的利用率，為建筑提供連續(xù)的熱能和電力供應(yīng)，取代以往的化石燃料。在燃?xì)廨啓C(jī)使用過(guò)程中，可以根據(jù)氫能的使用，實(shí)現(xiàn)循環(huán)式的供熱，并且可以推動(dòng)燃?xì)廨喌陌l(fā)電。汽輪機(jī)排氣作為能源的供應(yīng)熱量整體循環(huán)率可以高達(dá)55%，有效地保證了整體使用效果。另外也可以開(kāi)發(fā)不同的動(dòng)力電池，融入電功率的驅(qū)動(dòng)模塊，搭建微型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式，之后再以氫氣為主導(dǎo)的燃料提供相對(duì)應(yīng)的能源，保證整體的使用效率。另外在后續(xù)工作中也可以根據(jù)總供熱量的值設(shè)置不同的氫能使用模塊，充分地發(fā)揮氫能本身的利用優(yōu)勢(shì)，使整體能源管理水平能夠得到全面的提升。

（三）優(yōu)化方法

由于氫能在各項(xiàng)作業(yè)中的利用優(yōu)勢(shì)較為突出，因此在實(shí)際工作中需要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)模式創(chuàng)建重視程度，并且提出更加科學(xué)地優(yōu)化方法，從而使輕能使用效率能夠得到全面的提高。在實(shí)際發(fā)展過(guò)程中需要根據(jù)市場(chǎng)的發(fā)展方向，加強(qiáng)對(duì)技術(shù)模式的研究力度，縮小和發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距，并且還需要盡快地將氫能納入國(guó)家能源體系中制定氫能發(fā)展的路線圖，并且完成當(dāng)前的產(chǎn)業(yè)布局。根據(jù)地區(qū)的特點(diǎn)布置差異化的氫能產(chǎn)業(yè)，使行業(yè)能夠有廣闊的發(fā)展前景，保護(hù)我國(guó)的生態(tài)資源和能源。

結(jié)束語(yǔ)：

在綜合能源系統(tǒng)中氫能的產(chǎn)生有著重要推動(dòng)作用，但是在實(shí)際使用時(shí)還存在諸多不成熟之處，因此在實(shí)際工作中需要加強(qiáng)對(duì)技術(shù)的科學(xué)研發(fā)，借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家關(guān)于發(fā)展氫能的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，之后再根據(jù)我國(guó)的特點(diǎn)選擇正確的氫能使用模式，完善綜合能源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而使氫能利用效果能夠符合預(yù)期的要求，達(dá)到節(jié)能減排目標(biāo)。

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