规模化柔性绿电消纳成套技术

联系合作
绿色低碳(碳中和)产业
绿色能源与节能环保
成果单位: 中国石油大学(北京)
合作方式: 合作开发技术入股
所处阶段: 其他
关 键 词 : 绿电消纳城镇燃气管网电氢甲烷系统风光发电AEM绿电柔性制氢生物甲烷化AEM电解槽模块化生物甲烷化
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李叶青
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李叶青,在中国石油大学(北京)担任教师,主要研究方向为油气田开发工程、油气井工程、油气储运工程,从事教学与科研工作,负责指导本科生和研究生的课程学习、毕业设计以及科研项目。

所在机构:
中国石油大学(北京)

核心问题

风光发电的波动性和间歇性导致绿电消纳困难,传统消纳方式难以灵活适配风光出力变化,且缺乏有效的季节性储能手段。

解决方案

依托AEM绿电柔性制氢与生物甲烷化双技术路线,构建‘电氢甲烷’成套柔性消纳系统。上游采用AEM电解槽,实现10–120%负荷秒级调节,冷启动时间≤5分钟,膜寿命≥20,000小时,直流电耗≤4.3 kWh/Nm³,深度适配风光波动;下游搭建100kW模块化生物甲烷化中试平台,以绿氢与CO₂(沼气)为原料,产出甲烷浓度达98.9%,容积产率1.83 L/L/d,断气30天后重启仍可恢复90%产能,日供绿甲烷≥50 Nm³,可直接接入城镇燃气管网实现季节储能。

竞争优势

该成果通过电氢甲烷协同转化,实现绿电消纳与季节储能的双重目标,具有高灵活性(秒级调节、快速冷启动)、长寿命(膜寿命≥20,000小时)、低能耗(直流电耗≤4.3 kWh/Nm³)及高稳定性(断气重启恢复率高)等优势,同时产出的绿甲烷可直接接入城镇燃气管网,解决了传统消纳方式适配性差、储能成本高的问题,属于原始创新技术。

成果公开日期

2025-12-15

成果类型

应用研究

市场分析

技术适用于县域、港口及工业园区等可再生电力富集区域,可与餐厨、畜禽粪污、大豆蛋白废水等厌氧发酵项目耦合,产出可再生天然气用于居民燃气、工业锅炉、LNG重卡与船舶燃料

成果体现形式

新设备

摘要

依托AEM绿电柔性制氢与生物甲烷化双技术路线,构建“电氢甲烷”成套柔性消纳系统。上游AEM电解槽负荷10–120%秒级调节,冷启动≤5 min,膜寿命≥20 000 h,直流电耗≤4.3 kWh/Nm³,可深度适配风光波动。下游100kW模块化生物甲烷化中试平台以绿氢与CO₂(沼气)为原料,甲烷浓度达98.9%,容积产率1.83 L/L/d,断气30天重启仍恢复90%,日供绿甲烷≥50 Nm³,可直接接入城镇燃气管网实现季节储能。

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