當我們想到微電網時，我們通常會想到太陽能、風能和電池儲能系統。但是有各種各樣的微電網配置和不斷增長的創新技術可用于發電并從中受益。例如，在奧地利，有一個微電網試驗臺，研究人員用它來檢驗新概念和控制策略。這包括對綠色氫氣的研究，這是一種新興的清潔能源儲存機制，有可能對許多行業產生影響。
綠色氫是利用可再生能源將水分解為純氫和純氧而產生的，在燃燒時只會排放水。此外，氫可以作為低溫液體、加壓氣體或基于氫化物的固體儲存在罐中，這意味著它可以像傳統的汽油一樣被運輸和分配到車輛中。然而，為了實現大規模市場滲透，綠色氫燃料仍然需要與傳統燃料和非綠色氫燃料進行競爭。
(資料圖片僅供參考)
參與該項目的研究人員，包括奧地利的BEST公司(生物能源和可持續技術公司)和Xendee公司的Michael Stadler指出，其他研究人員已經深入研究了在智能電網中集成氫存儲和氫燃料汽車。他們研究了用太陽能光伏生產綠色氫氣的盈利能力，還有人研究了集中制氫。在這個項目中，研究人員的目的是從這些研究中獲得基礎理解，并探索一個集成綠色氫氣生產、現場存儲和在汽車上使用的微電網。是的，正如許多人會指出的那樣，純電動汽車顯然正在贏得現實世界的競爭，在歐洲銷售的新車中，11%已經是純電動汽車。然而，長途卡車運輸和海運最終可能會大規模使用氫氣。
對于微電網試驗臺本身，項目團隊為太陽能光伏發電系統、風力發電系統、氫電解槽和氫儲能系統確定了理想的技術。此外，氫燃料電池汽車將進出微電網生態系統購買燃料。
根據報告，“項目團隊使用了一個多目標框架，考慮了二氧化碳最小化能力和成本限制。優化框架還使用了一年的時間序列數據，因為優化技術的充分建模至少需要一整年的時間范圍，以納入可再生能源和微電網中氫存儲的季節性。”
換句話說，這是一項全年研究，考察微電網及其各種組件在各個季節的表現。
但請記住，這項工作的目的不僅僅是檢查系統如何工作，而是創建一個有效的框架，以優化微電網的規劃，特別是一個融合了氫生產和使用的各個階段的微電網。此外，該設計必須與傳統燃料來源進行比較，以及通過直接從公用事業公司購買電力制氫。作者在下面進一步解釋了這一點：
“優化是相對于兩個不同的參考情景進行的，即柴油基本情景和公用事業基本情景。在柴油的基本情景下，整個車隊的機動需求由柴油燃料來供應。在公用事業的基本情景下，氫燃料通過電解生產，儲存和使用，只使用公用事業的電力來滿足整個車隊的機動需求。在建立了參考案例后，通過最小化CO2排放和保持在不同場景下不同的能源成本的限制來進行投資優化。結果包括(1)技術的最佳規模和調度，(2)經濟可行性，(3)環境影響，(4)比較最佳氫燃料成本和柴油目前的市場成本，以確定氫-柴油的成本差距，(5)計算碳價格，以填補氫-柴油的成本差距。這項研究工作的獨特之處在于，通過在一項研究中解決上述五個非常重要的問題，為交通部門的脫碳能源轉型做出了貢獻。”
有趣的是，柴油基礎情景實際上在年能源成本和排放方面都優于公用事業基礎情景。這是因為現場柴油生產增加了效率，不會受到電力公司造成的傳輸和發電損失的影響。此外，氫燃料汽車和系統的效率本來就很低，因此應該使用現場電源來制造氫，以減少損失以及氫儲存和運輸費用。“與柴油基礎情景相比，公用事業基礎情景的年總能源成本高65%，年總二氧化碳排放高17%。因此，柴油基礎方案要比電力氫燃料便宜得多，產生的二氧化碳排放量也少得多。”
圖片由XENDEE
研究人員強調，盡管柴油發動機擊敗了公用事業基礎情景，但最大的勝利來自可再生能源驅動的氫微電網。此外，當考慮到氫氣效率的提高、碳稅和稅收激勵計劃時，這種計算就變得更加有利，因為這些計劃可以使這項技術更具吸引力。“在公用事業基礎案例中最有趣的結果是，在沒有進一步成本的情況下，基于可再生能源的來源和微電網中的氫氣季節性存儲可以減少約94%的二氧化碳排放。雖然成本降低了20%，但微電網仍在可再生能源中占很大份額，可減少約74%的二氧化碳排放。因此，與基于公用事業的氫能系統相比，基于可再生能源的微電網在非常有利于交通行業的脫碳。”
換句話說，如果你要用氫燃料，就用綠色的。
（素材來自：XENDEE全球氫能網、新能源網綜合）
