在当前全球面临环境污染和能源短缺的双重压力下，低碳化和能源清洁化已成为各国的共同目标。为应对《巴黎协定》所提出的“碳达峰、碳中和”目标，研究者们不断探索新的解决方案。北京交通大学的一组研究者近日提出了一种电热气综合能源系统低碳优化方法，为缓解能源供需矛盾和提升能源效率提供了新的思路。
近年来，随着环境保护意识的提高，煤炭、石油等传统能源的使用导致的环境污染和不合理能源结构引起了广泛关注。各国政府纷纷出台有关政策，推动绿色能源的发展。尤其是在中国，政府提出了“碳达峰、碳中和”的双重目标，旨在至2060年前实现碳中和。
在这个大背景下，多能互补、多源协同的综合能源系统（IES）慢慢的变成为研究的重点。其中，燃气机组作为IES的核心供能单元，其运行的低碳性和灵活性将直接影响总系统的碳排放水平和运营效率。然而，怎么样提高燃气机组的运行性能仍然是亟待解决的难题。为此，研究者们开始关注碳捕集与储存（CCS）技术，通过低碳化改造来改变传统能源供给结构。
现有技术如燃烧后捕集技术虽然能够降低碳排量，但其设备占地面积大、捕集能力弱且成本高，对于火电机组的适用性较强。另一方面，燃烧前捕集技术则需要对机组进行较大改造，适用性有限。而富氧燃烧捕集技术将两者的优点结合，能够对燃气机组进行相对有效改造，从而提升其低碳性和灵活性。
在这一过程中，电转气设备作为IES中的重要能量耦合设备，可提供高纯度氧气，成为降氧成本的关键环节。目前对电转气设备的研究多集中于其性能的优化，并未充分挖掘其在综合能源系统中的潜力。
面对上述挑战，北京交通大学电气工程学院的贠韫韵、张大海等学者提出了创新性的电热气综合能源系统低碳优化方案。该方案引入了富氧燃烧捕集技术，从而提升燃气机组的出力调节范围，大大降低碳排放。同时，他们结合光热电站以及电转气设备，形成了一个多能互补的联合系统。
在该综合能源系统中，光热电站的灵活可控性及热电解耦能力得以发挥，促进了电能与热能的高效利用。这一新型的系统架构能够很好的满足多种能量需求，实现双向转换，提高了整个能源系统的运行效率与经济性。
研究者们的实验证明，该综合能源系统在优化运行的同时，也能够大大降低运行成本和环境污染。此外，热回收器的配置使得光热电站内部形成了良好的热能循环，从而提升了其运行灵活性和经济效益。
更重要的是，电转气设备与燃气机组的协同运行使得碳资源得以循环利用，提高了低碳运行能力，增加了碳交易收益。这不仅为燃气机组的调节能力提升奠定了基础，也为电力与气体系统的互补提供了新的解决方案。
面对日益严峻的环境挑战，怎么来实现可持续发展，推动新能源的应用已成为全世界关注的焦点。北京交通大学的这一研究成果为综合能源系统的低碳化运营提供了新的思路及技术支撑。
在未来，结合更多的可再次生产的能源与先进的碳捕集技术，或许能够逐步提升综合能源系统的灵活性和运行效率，从而推动整个市场向低碳、可持续发展转型。研究者们呼吁，有关部门应更多关注技术的结合应用，促进低碳技术的推广与普及，共同应对气候平均状态随时间的变化带来的挑战。
北京交通大学所提出的电热气综合能源系统低碳优化方案不仅是对当前能源问题的积极响应，也为未来的可持续能源发展探索出新的可能性。我们期待，通过科技的不停地改进革新，能够开创更美好的生态未来。返回搜狐，查看更加多
