[发明专利]综合能源生产单元及方法

权利要求书

1.综合能源生产单元，其特征在于，包括发电子系统(1)、电解制氢子系统(2)、气体捕集子系统(3)以及化工合成子系统(4)；

所述发电子系统(1)、电解制氢子系统(2)、气体捕集子系统(3)、化工合成子系统(4)的电气部分经综合能源生产单元内部汇流母线相连，所述汇流母线连接至电网；所述发电子系统(1)的热力部分与电解制氢子系统(2)、化工合成子系统(4)相连，所述发电子系统(1)的排气部分与气体捕集子系统(3)相连，所述气体捕集子系统(3)还设置有空气入口；所述电解制氢子系统(2)的氢气出口、气体捕集子系统(3)的捕集气出口均通过管道与化工合成子系统(4)相连。

2.根据权利要求1所述的综合能源生产单元，其特征在于，所述发电子系统(1)为燃煤火电机组、风力发电机组、光伏发电机组、水力发电机组和生物质发电机组中的一种或多种组合。

3.根据权利要求1所述的综合能源生产单元，其特征在于，所述电解制氢子系统(2)包括用于生产氢气的电解水制氢装置，电解水制氢方式为碱性电解水制氢、质子交换膜电解水制氢和固体氧化物电解水制氢中的一种或多种组合。

4.根据权利要求3所述的综合能源生产单元，其特征在于，所述电解制氢子系统(2)还包括设置于电解水制氢装置和化工合成子系统(4)之间的氢气缓存装置。

5.根据权利要求1所述的综合能源生产单元，其特征在于，所述气体捕集子系统(3)包括给化工合成子系统(4)提供所需原料气体的气体获取装置。

6.根据权利要求1所述的综合能源生产单元，其特征在于，所述气体捕集子系统(3)还包括设置于气体获取装置和化工合成子系统(4)之间的气体缓存装置。

7.根据权利要求1所述的综合能源生产单元，其特征在于，所述化工合成子系统(4)包括甲醇合成装置、甲烷合成装置、氨气合成装置中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的综合能源生产单元，其特征在于，所述电解制氢子系统(2)、气体捕集子系统(3)、化工合成子系统(4)由发电子系统(1)供电，当发电子系统(1)供电不足时从电网获取电力，反之向电网送电，或综合能源生产单元根据电网调度指令从电网获取电力或向电网送电。

9.根据权利要求1所述的综合能源生产单元，其特征在于，所述电解制氢子系统(2)上还设置有富余氢气出口。

10.综合能源生产方法，基于权利要求1-9任一项所述的综合能源生产单元，其特征在于，发电子系统(1)发电为电解制氢子系统(2)、气体捕集子系统(3)和化工合成子系统(4)提供电能，当发电子系统(1)发电功率低于电解制氢子系统(2)、气体捕集子系统(3)和化工合成子系统(4)的用电负荷之和时，不足电力由电网提供，反之发电子系统(1)过剩电力送入电网，电解制氢子系统(2)消耗电能及由发电子系统(1)提供的热能电解水生产氢气；气体捕集子系统(3)消耗电能对发电子系统(1)发电过程中的二氧化碳，或对空气中的二氧化碳或氮气进行分离和捕集；化工合成子系统(4)消耗电能及由发电子系统(1)提供的热能，利用电解制氢子系统(2)生产的氢气和气体捕集子系统(3)捕集的二氧化碳和/或氮气，合成生产甲烷、甲醇或氨。