基于阶梯碳交易的碳捕集电厂-电转气虚拟电厂低碳经济调度
在能源互补和低碳经济的背景下,虚拟电厂(virtual power plant,VPP)是实现区域资源优化配置和新能源消纳的有效载体。在技术层面,通过碳捕集电厂(carbon capture power plant,CCPP)和电转气(power-to-gas,P2G)装置来实现CO2的循环利用,建立碳捕集电厂-电转气耦合模型,并在负荷侧引入考虑用户满意度的价格型需求响应模型;在低碳政策方面,将阶梯型碳交易机制引入VPP,对碳排放进行约束。然后以总成本最小为目标,建立VPP低碳经济调度模型。通过设置不同调度场景进行对比,验证所建模型在VPP低碳经济运行方面的有效性,并通过敏感性分析探究阶梯碳交易参数对VPP碳排放量与成本的影响,结果表明所建模型对VPP进行低碳经济调度具有指导意义。
基于气化和热解的医疗垃圾-废旧轮胎联合资源化利用系统性能分析
随着固体废物产生量的逐年增加,传统的处理方法难以满足日益严格的环保要求和资源循环利用的需求。为实现固体废物资源的高效利用,提出一种基于气化和热解的医疗垃圾-废旧轮胎联合资源化利用系统。 方法 该系统充分结合等离子气化技术以及热解技术的优势,将医疗垃圾等离子气化发电技术与轮胎热解技术进行耦合,将气化和热解过程得到的合成气共同作为燃气轮机的燃料加以利用,同时,燃气透平产生的高温烟气为轮胎热解提供热源,之后再通过余热锅炉回收烟气热量。在无害化处理医疗垃圾-废旧轮胎的同时,实现了能量的梯级利用。在固定给料速率的条件下,对所提出系统进行了能量分析和经济性分析。 结果 该系统能实现23.59 MW总能量的输出,总能量利用效率达到52.56%,远高于传统的垃圾发电效率。该系统具有良好的经济收益,在20年的生命周期内,可以实现相对净现值72 797.81万元,且动态投资回收周期仅为3.13年。 结论 研究成果为固体废物资源的高效协同处理提供了新的技术路径。
基于阶梯式碳交易机制与细化电转气和碳循环综合能源系统优化调度
在“碳达峰”与“碳中和”背景下,为提高能源的低碳化利用,提出一种基于阶梯式碳交易机制与细化电转气和碳循环的综合能源系统(integrated energy system,IES)低碳经济运行策略。首先考虑阶梯式碳交易机制,采用碳交易市场,利用区间数与碳交易费用达到控制碳排放的目的;其次在细化电转气的基础上引入电解槽(eLectrolyzer,EL)、甲烷反应器(methane reactor,MR),并增设碳捕集装置(carbon capture system,CCS),实现碳的循环利用。最后构建以购能成本、阶梯式碳排放交易成本、弃风弃光成本、碳捕集成本最小为目标的IES优化调度模型,利用CPLEX建模优化引擎将原问题转化为混合整数线性问题对此模型进行求解,结果验证了所建模型的有效性。
基于风−氢−甲醇−碳捕集一体化的综合能源系统经济运行建模分析
针对风电消纳和传统高压储氢方式存储成本较高等问题,提出了一种基于风−氢−甲醇−碳捕集一体化的综合能源系统经济运行模型,实现更为安全经济的储氢模式。首先,构建一体化综合能源系统(integrated energy system, IES)的结构模型,通过氢转甲醇和甲醇重整制氢系统替代传统储氢模式,并与碳捕集设备配合实现碳资源循环利用。其次,综合考虑系统运行经济成本、环境成本,建立了基于风−氢−甲醇−碳捕集一体化的综合能源系统多目标经济运行模型;最后,通过算例对比了4 种不同的经济运行方案,验证了所提模型的可行性。
基于阶梯式碳交易机制与细化电转气和碳循环综合能源系统优化调度
在“碳达峰”与“碳中和”背景下,为提高能源的低碳化利用,提出一种基于阶梯式碳交易机制与细化电转气和碳循环的综合能源系统(integrated energy system,IES)低碳经济运行策略。首先考虑阶梯式碳交易机制,采用碳交易市场,利用区间数与碳交易费用达到控制碳排放的目的;其次在细化电转气的基础上引入电解槽(eLectrolyzer,EL)、甲烷反应器(methane reactor,MR),并增设碳捕集装置(carbon capture system,CCS),实现碳的循环利用。最后构建以购能成本、阶梯式碳排放交易成本、弃风弃光成本、碳捕集成本最小为目标的IES优化调度模型,利用CPLEX建模优化引擎将原问题转化为混合整数线性问题对此模型进行求解,结果验证了所建模型的有效性。