[实用新型]可再生能源电力转换利用系统

说明书

本实用新型公开了一种可再生能源电力转换利用系统，包括可再生能源电厂、电解制氢装置、反应器、锅炉以及CO₂捕集装置；所述可再生能源电厂连接所述电解制氢装置，为所述电解制氢装置提供电力；所述电解制氢装置连接所述反应器，为所述反应器提供氢气；所述锅炉连接所述CO₂捕集装置，对生物质原料进行燃烧处理并将燃烧产生的烟气输送至所述CO₂捕集装置；所述CO₂捕集装置连接所述反应器，将从烟气中捕集的CO₂提供给所述反应器。本实用新型将生物质利用与可再生能源的电力转换利用结合起来，利用Power‑to‑X技术解决当前实际存在的弃风、弃光问题，并实现系统本身的零碳排放，环境效益突出，有利于推动碳减排和能源结构转型，减轻对化石燃料的依赖。

技术领域

本实用新型涉及可再生能源电力转换技术领域，尤其涉及一种可再生能源电力转换利用系统。

背景技术

我国的可再生能源储量丰富，近年来可再生能源的装机量和发电量都获得了长足发展。但是，由于可再生能源主要集中在三北、西部等用电负荷较低的地区，受限于输电走廊容量的限制，部分区域出现了电量供过于求的现象，导致了弃风、弃光问题。发展可再生能源是实现节能减排的重要途径，弃风、弃光浪费了大量碳减排的潜力与空间，不利于碳减排目标的实现。

解决可再生能源发电消纳难题的一种可行途径是实现电力转换利用，即Power-to-X技术，通过电解制氢等装置，将可再生能源发电转换为其他具备高附加值的产品或服务，避开输电瓶颈，转换后的产品或服务可以替换部分化石能源产业链，从而能充分发挥可再生能源在碳减排上的重要作用。例如，将可再生能源发电转换为甲烷、甲醇、甲酸、合成气等工业原料或燃料，能替换部分传统的煤化工、石油化工等产业，降低了化石能源的消耗，碳减排效果显著，而且甲烷、甲醇、甲酸、合成气等能通过管道、罐车等进行输运，避开了输电线路的限制，是解决弃风、弃光问题的可行途径。

但是，在电力转换利用过程中还存在一个重要的问题，那就是碳的来源问题。无论是甲烷、甲醇，还是甲酸、合成气，其制取过程中都需要利用大量的CO₂作为输入原料，典型的Power-to-X的工艺路径为：可再生能源发电→电解制氢→氢气与CO₂反应生成各种产物，因此必须提供足量的CO₂才能保证电力转换过程的持续进行。

工业上获取CO₂的主要方式是碳捕集，比如火电厂燃烧后烟气的碳捕集或化工厂CO₂排放气的碳捕集。通过这些方式虽然可以获得大量CO₂，但是与碳减排的设计目标不一致，原因在于这些CO₂的来源还是化石燃料。因此，为了推动彻底的碳减排，必须利用非化石燃料来源的CO₂，真正摆脱对化石能源的依赖。

为了获得完全非化石能源来源的CO₂，可以采用生物质的碳捕集，其最根本途径是植物的光合作用。植物利用光合作用吸收空气中的CO₂，并固定在植物生物质中，这是地球生态系统碳循环过程中的一个关键环节。因此，利用生物质中的CO₂就能够完全避免化石能源的消耗，真正实现碳的零排放(CO₂是植物从空气中获取的，将这部分CO₂在释放到空气中，CO₂的总量并没有增加，因此属于零排放)。

生物质的碳捕集属于前沿技术领域，目前国内外尚无成熟技术。将生物质捕集的碳用于Power-to-X技术，实现零碳排放的可再生能源电力转换利用，是一种极具前景的技术路径，但是目前尚未见诸报道。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种将生物质利用与可再生能源的电力转换利用结合的可再生能源电力转换利用系统。