中國儲能網訊：2月14日一早，在國家電網浙江麗水縉云水光氫生物質近零碳示范工程基地內，以生物天然氣為燃料烹飪的早餐被端上餐桌，生物質堆場里的氫能叉車開始了一天的裝卸工作……2022年10月31日投運以來，該示范工程已產出生物天然氣近1000立方米，產出氫氣約1萬立方米?；氐纳a生活用能全部來自于此。
在“雙碳”目標下，清潔低碳成為能源發(fā)展的主旋律。麗水縉云水光氫生物質近零碳示范工程是麗水全域零碳能源互聯(lián)網綜合示范工程的重點場景之一，也是國家電網有限公司首批4個綠氫工程之一。該示范工程依托當地資源稟賦，構建“綠電-綠氫-生物質”等多種綠色能源一體化的能源綜合利用系統(tǒng)，通過機制創(chuàng)新，喚醒沉睡資源、激活綠色潛質，打造了鄉(xiāng)村場景下綠氫產制及跨界應用的氫電耦合示范樣板。
深挖可再生能源資源綠氫發(fā)展有底氣
2月7日，縉云縣的茭白種植戶李衛(wèi)東早早趕到農田為春播做準備。“去年茭白賣了個好價錢，以前只能廢棄焚燒的茭白秸稈也賣錢了。今年我打算擴大種植規(guī)模?！崩钚l(wèi)東說。茭白秸稈能創(chuàng)收，正是因為有了麗水縉云水光氫生物質近零碳示范工程。這些廢棄的秸稈被送到示范基地粉碎，再投入沼氣發(fā)生裝置就可以產制沼氣。
麗水縉云水光氫生物質近零碳示范工程采用質子交換膜技術，利用小水電資源和分布式光伏發(fā)電設備制備零排放無污染的綠氫。這些綠氫一部分用來滿足交通和工業(yè)用能需求，另一部分用來固定沼氣中的二氧化碳，使沼氣中的甲烷占比進一步提高，成為生物天然氣并輸送至周邊客戶使用，滿足鄉(xiāng)村的清潔用能需求。
縉云縣有豐富的茭白秸稈、鴨糞等生物質資源。同時，九山半水半分田的地貌讓區(qū)域內水能和太陽能資源豐富。麗水現有水電站800余座，裝機容量占浙江水電總裝機容量的46%。針對這些資源稟賦，麗水縉云水光氫生物質近零碳示范工程打造了包括水（光）電制氫、沼氣加氫脫碳、建筑熱電聯(lián)供等模塊在內的技術示范。
示范工程還配有儲氫系統(tǒng)、甲烷化單元生物天然氣系統(tǒng)、高溫燃料電池系統(tǒng)及新能源車輛加氫系統(tǒng)，可促進富余水電就地消納，提高廚余廢棄物與沼氣資源的循環(huán)利用效率，實現綠電制氫、沼氣加氫制生物天然氣、低壓儲氫、車網靈活聯(lián)動。
加強核心技術研發(fā)綠氫應用更高效
1月31日，在麗水縉云水光氫生物質近零碳示范工程基地值班室，運維人員張寧結束了夜間值班，走進休息室準備洗漱。休息室中的熱水不用電、不用氣，而是利用熱回收系統(tǒng)加熱而來。
“目前，基地每周投放一次生物質資源。這些生物質資源以縉云縣供電公司上湖基地食堂的廚余垃圾和從當地收集的農業(yè)廢料為主，再按一定比例投入沼氣發(fā)生裝置?！睆垖幗榻B。
生物質資源蛻變?yōu)榍鍧嵞茉矗P鍵在于利用好甲烷。甲烷是沼氣和生物天然氣中的主要有效物質?！耙酝蒙镔|發(fā)酵產生的沼氣中，甲烷的占比只有55%左右，其余大部分為二氧化碳。示范工程利用全國首臺沼氣+氫甲烷化設備，讓氫氣與沼氣中的二氧化碳反應生成甲烷，將沼氣中甲烷的提取量提高至95%以上，實現農村廢棄生物質資源循環(huán)利用?！闭憬娏茖W研究院科技研發(fā)中心李志浩介紹。示范基地內的沼氣發(fā)生裝置每天可額定處理0.8噸廢棄生物質資源，沼氣產量可達每天60立方米，每月能夠減少0.18噸二氧化碳排放。
甲烷化過程為強放熱反應，通過余熱回收系統(tǒng)，該過程釋放的熱量能夠為民宿、酒店、基地等場所提供熱水。同時，生物質原料發(fā)酵過程中產生的沼渣、沼液可作為有機肥，實現農村生物質資源循環(huán)利用。
“除了食宿，基地內氫能叉車的燃料也是氫氣，我們已經提早過上了‘零碳’生活?！睆垖幷f?；赜袃膳_載重3.5噸的氫能叉車，相比燃油叉車，每臺叉車每天可減少約0.15噸二氧化碳排放。
實現監(jiān)控評估分析功能綠氫管理更精細
“氫電耦合能量管理系統(tǒng)啟動完成，供能策略選擇經濟供能模式?！?月1日，麗水縉云水光氫生物質近零碳示范工程的基地運維人員打開氫電耦合能量管理系統(tǒng)，根據系統(tǒng)提供的計劃曲線，從低碳供能、高效供能、經濟供能、可靠供能4種模式中選擇了合適的供能策略，一鍵啟動氫能站設備。
2022年11月，氫電耦合能量管理系統(tǒng)在麗水縉云水光氫生物質近零碳示范工程基地上線運行。該系統(tǒng)兼?zhèn)涠嘣茉慈氨O(jiān)控、能量管理、能效管控、運行評估、能流碳流分析等功能。
氫電耦合能量管理系統(tǒng)能夠統(tǒng)計分析示范基地內能源數據、氫能利用數據和節(jié)能減排數據等，計算區(qū)域能源總體供給和消費情況，完成實時供需分析。該系統(tǒng)以預測負荷為基礎，為能量管理策略提供依據。
此外，氫電耦合能量管理系統(tǒng)基于數據驅動與深度學習建立水電、負荷短期預測模型，結合氣象參數、水電機外特性、水電功率、負荷功率分析，提供24小時至7天內粗粒度的水電與負荷預測功率，實現示范工程安全運行與綜合能效最大化。
“麗水縉云水光氫生物質近零碳示范工程在實現農村地區(qū)可再生能源就地消納的同時，兼顧農村廢棄物循環(huán)利用，真正意義上做到了能源制、產、用全過程零碳。”國網浙江省電力有限公司科技部相關人員介紹，工程將推進農業(yè)綠色發(fā)展，促進我國可再生能源產業(yè)健康發(fā)展。
