可再生能源制氢下调峰电厂掺氢燃烧系统及经济性分析

我国可再生能源发电占比逐年增加,由于风电和光伏等可再生能源发电具有波动性、间歇性和随机性的特点,为了提高可再生能源消纳能力,传统火电机组需要在深度调峰的同时具有较强的灵活性。本文提出了一种基于可再生能源制氢的调峰电厂掺氢燃烧系统构想,并以350MWe火电机组为例进行系统方案设计,研究了不同掺氢比例和调峰负荷下的技术经济性,分析了煤炭价格、碳税和制氢电价对调峰电厂度电成本的影响,讨论了不同参数影响下该项目的投资回收期。结果表明:以合适比例掺氢辅助燃烧后进一步深调锅炉负荷,具有较好的经济效益。若不计碳税和制氢用电成本,标准煤价以800元/t计算,不掺烧氢气时(方案1)的度电成本为0.347元/kWh,以20%掺氢比例辅助燃烧后进一步深调锅炉负荷至20%THA(方案5)可将度电成本控制在仅增加2.0%。当标准煤价大于1800元/t或碳税大于400元/tCO2时,火电机组掺氢所带来的省煤收益和降碳收益愈加显著,改造方案在度电成本上开始占据优势。但随着制氢电价的提高,掺氢改造方案的度电成本会随之增加。当标准煤价为1000元/t、碳税为100元/tCO2、不计制氢用电成本时,方案5的投资回收期最短,为10.65a。若未来煤炭价格和碳税价格进一步提高,火电机组掺氢改造的经济效益更加显著。

王天天(1996—),女,山东菏泽人,助理研究员,博士。E-mail:tjwangtiantian96@163.com

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王天天,刘彪,季凡,等.可再生能源制氢下调峰电厂掺氢燃烧系统及经济性分析[J].洁净煤技术,2025,31(3):54−61.

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