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天然氣和可再生能源合作是絕佳互補

發表時間:2018.09.29 瀏覽:

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根據英國監管機構石油和天然氣管理局(OGA)的一份報告,離岸天然氣平台和海上風力發電場之間的創新合作關係可能會產生更多的電力——最大化海上天然氣生產和可再生發電。“氣到電”(GTW)的概念涉及使用海上氣田生產的天然氣在海上發電,然後通過海上風力發電廠海底電纜的富餘能力將電輸送到岸上。由於風力時斷時續,相關電力基礎設施年使用率通常僅有40%。這些富餘能力可以將海上在產氣田或者未開發的發現和難動用的天然氣發電的電力輸送到岸上。

業界也認同可再生能源和天然氣應是互補的協作關係,而不是你死我活的敵對關係。在可再生能源所依賴的風力、光照強度達不到供電需求時,電氣混合的清潔能源能夠滿足現代社會的能源需求。首先,在電網中,天然氣和可再生能源已經在功能上相輔相成。由於風能和太陽能屬於間歇性能源,在使用期間必須有後備電源來補償風能和太陽能不足時的供能。

總體來說,候補電源最好由天然氣提供,因為天然氣在調度上最具靈活性。燃氣輪機能夠根據不同的能源需求快速進行開、關轉換。大型的鍋爐型係統——燃煤電機或核電設備都無法如此靈活地運行,僅開機就需要數小時,在此期間,能量白白流失。大型鍋爐型設備隻有在持續運行中才能達到最佳效果,因此很難與間歇性能源配合工作。

其次,天然氣中含有甲烷,而甲烷本身就是可再生的,它能夠被大量加工,並且使用效果與化石能源無異。可再生甲烷能夠從很多物質中提取出來,比如生物質、垃圾、廢水、農業廢料等。很多生物甲烷的最佳原料是生活廢物,轉換技術已經非常成熟。相比乙醇和生物柴油,生物甲烷的另一個特點在於,它的產量更為巨大,更具實用性。

第三,天然氣電力具有將多餘電量轉化為甲烷,並將其儲存在管道設施中的潛力。在電解作用下,利用電將水分解成氫和氧——氫工業用途廣泛,可為電池提供燃料,也可用於製造生物甲烷。德國目前正在進行試驗,考察天然氣管道中到底能夠直接注入多少甲烷。

盡管目前天然氣電力還沒有達到商業規模,但相關技術已十分成熟。太陽能和風能的儲能是業界亟待解決的難題,相較之下,天然氣儲能靈活得多——既易於管道運輸,又便於儲存在油罐中,還能轉化成其它產品。

此外天然氣基礎設施使得燃料電池能夠生產電力,並且這個過程毫無汙染物排放。質子交換膜(ProtonExchangeMembrane)燃料電池使用純淨氫氣作為燃料,這個技術能被運用在電動汽車上。固體氧化物(SolidOxide)燃料使用甲烷作為燃料,但最好用於產生固定動力。工業生產氫氣通常使用天然氣,因為這比電解分離氫的成本要低得多。這樣,天然氣廣泛推廣了氫氣和燃料電池的使用。

總之,作為可再生能源之外的替補能源,清潔、高效、用途廣泛的天然氣應用潛力巨大。事實上,風能和太陽能這類間歇性能源需有效儲能,以確保電網在任何時間都保持供電狀態,但目前的儲能技術還無法滿足這一要求。因此,天然氣已成為與之相匹配的最佳搭檔。可再生能源的倡導者應該普遍認識到天然氣和可再生能源之間的和諧共存關係,並加以妥善利用,以確保人類的能源供應。