Análisis económico de un sistema de cogeneración termoeléctrica con almacenamiento sólido de hidrógeno basado en almacenamiento térmico de cambio de fase

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摘要

【Objetivo】 El sistema de cogeneración termoeléctrica de pila de combustible eléctrico-hidrógeno, como un nuevo sistema de suministro que integra generación eléctrica, suministro de calor y utilización de energías renovables, tiene amplias perspectivas para alcanzar el objetivo estratégico de "doble carbono" y promover la transición energética. Actualmente, la viabilidad económica de los sistemas de cogeneración que implican el almacenamiento acoplado de hidrógeno gas-sólido aún no está clara. Este documento establece un modelo económico para evaluar el coste de generación eléctrica del sistema y analiza los factores clave que influyen. 【Método】 Se construyó un modelo económico del costo nivelado de electricidad de la pila de combustible de hidrógeno (LCOHFCE) para un sistema de cogeneración que incluye pila de combustible, electrolizador y sistema de almacenamiento de hidrógeno acoplado gas-sólido. Mediante la evaluación de parámetros económicos tales como coste de inversión inicial, coste de operación y mantenimiento, e impuestos a lo largo del ciclo de vida total del sistema, se utiliza el índice LCOHFCE para evaluar el costo de generación y se discuten los factores que afectan este índice. 【Resultados】 El valor LCOHFCE del sistema de cogeneración es de 0,186 yuan/(kW·h), donde el costo de regeneración del material de almacenamiento de hidrógeno representa la mayor proporción del costo total de operación y mantenimiento, con un 57,41%. Además, cada aumento del 5% en la tasa de recuperación reduce el índice LCOHFCE en un 22,04% a 26,88%. Cuando el precio del material aumenta en 10 yuanes/kg, el índice LCOHFCE aumenta entre un 1,61% y un 5,91%. En comparación con el precio del material, el valor de LCOHFCE es más sensible a la tasa de recuperación, y la vida útil del equipo también tiene un impacto considerable en el índice LCOHFCE. 【Conclusión】 Para el sistema de cogeneración termoeléctrica con almacenamiento de hidrógeno acoplado gas-sólido estudiado, la tasa de recuperación del material de almacenamiento de hidrógeno es el factor más sensible que afecta el costo de generación eléctrica. Una planificación razonable del mantenimiento mayor o de la estrategia de reemplazo de equipos puede mejorar aún más la economía del sistema. Este sistema tiene un buen potencial de aplicación en el contexto del "doble carbono".

关键词

energía del hidrógeno; electrólisis para producción de hidrógeno; cogeneración termoeléctrica; análisis económico

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