A New Catalyst for Hydrogen Transfer Hydrogenation of Acetophenone

A new C-2-symmetric diamine/diphosphine Ruthenium (II) complex, RuCl2P2N2H4, was used as an excellent catalyst to carry out the catalytic hydrogen transfer reduction of acetophenone. The conversion of acetophenone to 2-phenylethanol was up to 99% under the following reaction conditions: substrate:Ru:(CH3)(2)CHOK = 200:1:12; reaction temperature of 65 degrees C; reaction time of 2 h; normal pressure. A hydride transfer mechanism was also discussed.

重卡发展技术路线及电气化进程探讨

近年来,中国重卡产销量进入震荡下行和深度调整阶段,动力构成优化速度加快。在“双碳”目标和汽车电动化两大国家战略背景下,中国重卡正在经历从燃油车向电动、氢重卡的逐渐转型。各技术路线的经济性直接影响其发展速度和发展规模,不同技术路线的重卡在实际使用过程中各有优势,政策层面对各技术路线的发展导向和支持力度也明显不同。未来中国重卡动力构成优化速度将明显加快,预计短期内LNG重卡依然是替代柴油重卡的主力,电动重卡销量将明显提升,氢燃料电池重卡继续保持小规模增长,并有望于“十五五”期间取得明显的技术突破。建议沿着油-气(LNG为主)-电-氢的道路稳步推进重卡的电气化进程。

氢能储存技术研究进展及安全保障建议

在氢能全产业链中,安全高效的氢能储运技术是支撑产业高质量发展的关键,也是制约氢能大规模应用的主要技术瓶颈之一。综述了氢能储存技术中高压气态储氢、低温液态储氢、有机液体储氢、固态储氢等技术的发展现状,并结合氢能储存技术的差异,剖析了各项技术面临的主要安全风险,进而针对性地从设计、材料、操作、管理等多个层面,提出了不同氢能储存技术安全发展保障建议,为我国氢能产业安全高质量发展提供参考。

基于新载体的BC-L-83碳三加氢催化剂的开发及工业应用

针对国产碳三液相加氢BC-L-83催化剂的特点和不足,开发了基于新载体的BC-L-83碳三液相选择加氢催化剂,考察了新BC-L-83催化剂在工业乙烯装置上的长周期应用情况。工业应用结果表明,新BC-L-83催化剂在国内1.2 Mt/a乙烯装置中首次稳定运行22个月以上,催化剂活性高,抗波动性能好,丙烯平均选择性超过73%,更好地满足了工业乙烯装置脱除碳三馏分中的丙炔、丙二烯和增产丙烯的要求,具有明显的技术和成本优势。

含氢储能的微电网低碳-经济协同优化配置

【目的】传统电储能在规模、持续时间和环境影响等方面存在局限性,而且微电网中新能源消纳能力低,规划时无法兼顾低碳性和经济性。为解决以上问题,基于氢储能基本工作原理,将氢储能代替传统电储能纳入到微电网中,建立了含氢储能的微电网低碳-经济协同双层优化配置模型。【方法】上层规划模型以微电网综合等年值最小为目标,在电-氢联合运行的基础上,引入碳交易机制对微电网中各发电设备进行容量规划,提高了系统的低碳性;下层运行模型以最小化新能源出力与负荷需求之差的绝对值之和为目标,鼓励用户采取以精确追踪新能源出力曲线为目标的多样化需求侧响应行为,并将用户的用能行为调整反馈至上层模型,实现了对负荷曲线的优化。【结果】某工业园区微电网仿真验证表明,所提方法得到的规划方案具有良好的低碳性和经济性,与传统规划方法相比,低碳性和经济性分别提高了53.6%和37.1%。【结论】所建模型在提高新能源消纳能力的基础上进一步提高了系统的经济性,实现了微电网低碳性和经济性的协同优化。

含多电解槽的新能源制氢能量管理优化

新能源制氢系统是提升风能、太阳能等新能源消纳的有效途径。目前国内外关于电解槽能量管理的研究以单电解槽为主。单电解槽能量管理未考虑电解槽非线性的工作特性,难以兼顾多个电解槽制氢效率,影响系统经济性。文中针对含有多电解槽的新能源制氢系统的能量管理问题进行了研究,以新能源消纳率、经济收益、制氢率为目标,考虑单个电解槽运行特性以及生产约束条件,建立包含风电、光伏、蓄电池、多电解槽的能量管理优化模型,并采用强度Pareto进化算法2(strength Pareto evolutionary algorithm 2,SPEA2)求解多目标优化问题。仿真研究表明,文中所提能量管理策略能够实现新能源发电的100%消纳,单位制氢收益可提升5.15%。因此,对多电解槽制氢系统进行有效的能量管理有助于提高制氢效率,可有效克服单电解槽运行及能量管理的不足。

综合管廊中掺氢天然气泄漏安全性分析

为了解掺氢等多因素耦合对管道输送中掺氢燃气泄漏扩散的影响,针对3种常见燃气输送场景中的地下综合管廊,从其受限空间易导致燃气云积聚爆燃的特性出发,考虑不同泄漏方向、掺氢比、管道压力等影响因素,使用Fluent软件对综合管廊内可能出现的泄漏场景进行模拟,研究了其内部燃气的分布特性,并对报警探针位置及其间距设置进行了安全性分析。模拟结果表明:泄漏口朝向会严重影响贴壁燃气分布,二次流近壁区的燃气积聚更加明显,在侧壁距顶部30 cm处安装探针能有效降低报警延迟;当掺氢体积分数为20%时,泄漏速度提高了9.03%,导致泄漏口近端的燃气积聚加剧而泄漏口远端的风险略微增加;燃气泄漏5 s时的爆炸浓度(燃气摩尔分数大于4%)区间距离为1.54 m,添加10%、20%的氢气可使该距离分别增加16.2%(1.79 m)、36.4%(2.10 m);当管道压力增加至0.8、1.2、1.6 MPa时,达到报警浓度的时间分别缩短了18.9%、28.3%、32.1%。研究可为综合管廊内掺氢天然气的输运安全提供参考。

碳中和目标时代绿色氢能发展技术路线研究

大力发展氢能特别是绿色氢能是推动绿色低碳转型和新能源发展、实现碳中和目标的重要举措。论述了氢能的开发利用途径、氢能在“源网荷储”新型电力系统建设中的重要价值以及“风光氢储”的主要形式及重要载体;重点梳理了碱性电解水制氢技术、质子交换膜电解水制氢技术、固体氧化物电解水制氢技术和阴离子交换膜电解水制氢技术的能耗、成本、碳排放、能源效率、产业化程度、单机规模、技术瓶颈与发展方向;总结了氢能产业面临的技术难题与挑战,并提出了氢能产业的技术路线与发展趋势。

计及能源自洽率和共享氢储能的电-氢-交通耦合配电网低碳经济运行

新型储能的多元化发展为能源资源的优化配置和就地高水平消纳奠定了基础,为此提出了一种计及能源自洽率和共享氢储能(shared hydrogenstorage,SHS)的能源网低碳经济调度方法。设计了包含电负荷-氢负荷的氢燃料电池车(hydrogen fuel cell vehicle,HFCV)交通网与新能源配电网双向耦合架构。在此基础上,以提高能源自洽率、降低碳排放成本为目标,综合考虑配电网、交通网、氢储能系统的运行约束条件以及短期氢储能(short-term hydrogenstorage,STHS)和SHS服务,建立了电-氢-交通耦合配电网的低碳经济优化调度模型,并给出了基于精英遗传算法(elitist strategy genetic algorithm,ESGA)的求解方法。算例分析证明,提出的方法可有效提升电-氢-交通耦合网络能源自洽率、降低整体系统碳排放成本。

面向高比例新能源接入的电氢耦合系统设想及分析

高比例新能源接入电力系统,其高随机性与波动性将造成系统“源-荷”结构失衡,且高比例电力电子化将导致传统电力系统以同步发电机和机电动态特性为基础的技术特性发生深刻变化。为此,提出了一种采用“送端绿电离网外送-受端离网制氢-氢燃气并网发电”模式的电氢耦合系统,即在送端将新能源电力汇集接入至与交流电网无电气联系的直流输电网络中,在受端满足电解水制氢直流负荷并通过氢燃气发电方式支撑交流电网,从而将大量新能源消纳和新增“西电东送”需求与送端/受端交流电网解耦。所提电氢耦合系统不仅能改善系统电力电量平衡,促进高比例新能源消纳,还能够保障电力系统的安全可靠运行,可为我国高比例新能源电力系统的演进方向提供参考。

颠覆性能源技术赋能新质生产力的逻辑机理与作用路径

面向新一轮科技革命和产业革命,颠覆性能源技术在新质生产力的培育形成和现代产业体系的构建过程中发挥着核心动力作用。同时,面向碳达峰碳中和的国际环境和日益激烈的国际竞争,我国要实现从能源大国到能源强国的转变,以及新旧能源的有序衔接,关键在于颠覆性能源技术的培育、形成和效用发挥,但如何科学地认知颠覆性能源技术,其赋能新质生产力的逻辑机理和作用路径有待进一步探究。因此,本文从颠覆性能源技术的内涵、外延出发,梳理了颠覆性能源技术与新质生产力的相关文献,提炼了颠覆性能源技术的特性与模式,进一步结合新质生产力的培育形成过程,从颠覆性能源技术推动能源结构优化、产业结构深度转型升级、生产要素优化组合三方面赋能新质生产力的全过程厘清了颠覆性能源技术赋能新质生产力的逻辑机理,提出了颠覆性能源技术与新质生产力之间的赋能闭环。在此基础上,结合能源行业发展现状与未来趋势,进一步选取大规模绿电绿氢、CCUS、可控核聚变三类颠覆性能源技术探讨了其赋能新质生产力的作用路径,验证了二者赋能的逻辑机理。通过颠覆性能源技术赋能新质生产力的机制研究和实例验证探讨了二者赋能的逻辑机理与作用路径,可为颠覆性能源技术的产出和新质生产力的培育形成提供参考借鉴。

考虑氢储的风光氢综合能源系统多时间尺度随机生产模拟

风光发电出力的不确定性和电力存储困难制约着新能源的发展.氢能作为一种优质二次能源,具有绿色无污染和能量密度大的优点.为应对新能源出力的波动性与随机性,提出一种考虑氢储的风光氢综合能源系统多时间尺度随机生产模拟方法.首先,考虑在氢储系统模型中加入热能回收环节,构建包含电热氢多元储能的风光氢综合能源系统模型;其次,对风光氢综合能源系统进行多时间尺度随机生产模拟,通过中长期生产模拟得到系统检修安排与氢储季节分配方案,并将中长期模拟结果作为边界进行短期生产模拟,实现电氢热多元储能相互配合平抑风光随机波动性.最后,利用IEEE-RTS79节点算例验证所提方法能够提高系统运行的可靠性、灵活性、低碳性.

论青海省氨氢新能源产业发展

国家清洁能源产业高地建设是国家赋予青海省的伟大历史使命和重大发展机遇,也是青海省参与国家“双碳”征程的重要途径和直接体现,意义巨大。非连续性清洁能源的大规模、低成本及长时间储存与跨地域高效输运是青海省国家清洁能源产业高地建设面临的瓶颈难题。近年来,绿氨(NH_(3))在全球范围内被越来越多地认为是最佳储氢载体和理想零碳燃料,液态绿氨被定义为氢能2.0和清洁能源终极形态。非连续性清洁能源大规模制氢-绿氢大规模合成氨-液氨长时间大规模储存-液氨跨地域大规模输运-氨氢燃料综合应用构成的氨氢新能源产业模式是全球公认的最有希望突破非连续性清洁能源大规模应用瓶颈的途径之一。首先总结了青海省清洁能源产业发展现状,详细介绍了氨氢新能源产业路线及产业化进展,最后对青海省发展氨氢新能源产业面临的机遇与挑战进行了总结与展望。

新能源制氢经济性分析及开发建议

通过对新能源制氢各种路线技术和经济性分析,计算不同条件下新能源制氢收益结果,得出新能源制氢项目经济性分析结论及开发建议。

新型电力系统背景下氢能综合利用站发展的商业模式分析

首先从氢能综合利用的发展现状入手,基于氢能电站各设备模块实际的运行特点,以及氢能电站中各设备的投资及运维成本构建技术经济分析模型;在此基础上根据能源价格、各设备运行效率等参数模拟氢能电站运行情况,分析“氢储能套利”“可再生能源制氢+氢储能套利”“可再生能源制氢+氢储能套利+售氢”“氢储能套利+调频”“氢储能套利+调频+售氢”5种模式下氢能电站的经济效益,探究适合氢能电站发展更加可行的商业模式;最后,提出促进氢能电站发展的相应政策建议:允许氢能电站向下游用氢企业售氢,积极鼓励氢能电站作为独立主体纳入可参与电力辅助服务市场,推进电力市场建设并完善电力市场交易机制。

货运交通电气化技术的电气化公路方案与氢能方案对比研究

重型货车是我国交通运输行业的高耗能设备和主要的碳排放来源,其柴油年消耗量约占我国柴油年消耗总量的40%、CO_(2)年排放量占交通运输领域CO_(2)年排放总量的50%左右。在“双碳”目标和能源革命的背景下,构建绿色清洁、安全高效的公路货运方式,推进重载货运交通的低碳化和清洁化转型,这已成为一种必然趋势。目前,重型货车电气化主要有充电方案、换电方案、氢能重卡方案以及电气化公路方案。文章主要介绍了氢能重卡方案和电气化公路方案,并基于某运煤专线,通过成本核算,对比分析了二者的经济性和应用场景。分析结果表明,对于固定运输线路的货运交通,当年运量大于204.83万吨时,采用电气化公路方案更具有经济性;当年运量低于204.83万吨时,氢能重卡方案成本则更低。

基于物理信息深度学习的氢气泄漏扩散预测

氢气易燃易爆易扩散,一旦发生泄漏,极易引发火灾事故,氢气泄漏扩散预测对氢能火灾防控至关重要。为了实时准确预测氢气泄漏扩散后果,提出基于物理信息深度学习的氢气泄漏扩散预测模型,通过图神经网络学习监测数据之间的依赖特性,进一步在图节点直接求解氢气射流扩散的物理微分方程,计算残差约束图神经网络深度学习的参数优化过程,根据稀疏浓度监测数据实现扩散浓度和速度的秒级预测。通过公开试验数据对比研究了所提模型性能,结果表明,与现有方法相比,该模型不仅具有秒级预测能力,而且能够更准确地模拟氢气泄漏扩散浓度和速度,可为氢气泄漏火灾防控提供实时参考信息。

新型储能技术的中国专利布局分析

随着能源存储技术的创新,新型储能技术已成为构建创新电力系统的关键技术,并为实现碳达峰和碳中和目标提供了重要支撑。因此,为了解包括电化学储能、压缩空气储能、氢储能等在内的新型储能技术的发展趋势和研究现状,本文基于新型储能技术领域专利数据,全面探讨了国内新型储能技术的发展。主要围绕基于LDA主题模型的细分领域展开讨论,涵盖了专利年限、申请地域、申请人单位、合作关系等方面的分析,并深入探究了全球新型储能技术的现状与趋势。结果表明,新型储能技术发展及应用总体上呈快速增长趋势,且中国在新型储能技术领域占据全球的重要份额。在中国专利领域,锂离子电池和超级电容器占据主导地位,表现出强劲的发展势头。压缩空气储能、氢储能、液态金属电池、水系电池等各类储能技术蓬勃发展。中国新型储能技术专利的申请主要集中在经济发达的省份或直辖市,如广东、江苏、北京、浙江等地。各地的重点研究领域有所不同,但申请单位都主要以高校和新能源领域的私企为主。基于上述发现,提出了未来新型储能技术仍需主要研发单位引领边远地区协统发展,高校与企业建立更为紧密的合作关系,共同推动新型储能技术产学研一体化发展。

新工科背景下能源化学工程专业实验教学的探索

能源化学工程专业实验课程是培养学生具备基本的操作技能和处理能源化学工程问题的能力。设计了一种过渡金属硫化物催化剂用于电解水制氢,首先,采用溶剂热法合成金属前驱体,然后,通过煅烧法原位硫化制备MoS_(2)/NiS_(2)催化剂。本实验可锻炼学生的实验操作能力,熟悉过渡金属硫化物催化剂的制备方法及电解水制氢的实验过程,掌握仪器设备的使用方法及工作原理,认识电解水制氢催化剂的结构特性与性能评价方法,使学生深入了解新能源、新材料等专业前沿领域的发展趋势,以期高质量培养能适应能源化学工程专业领域发展需要的高水平应用型人才。

新氢压缩机填料密封泄漏原因分析及改造

填料密封是新氢压缩机的重要部件,其工作可靠性决定了压缩机的运转周期。文章依据某新氢压缩机三级填料密封连续3次发生泄漏失效的案例,从填料密封的结构、排列形式、解体检查结果等方面分析了填料密封泄漏的原因,提出了变更填料环材质、组合形式和增大注油量等改进措施。经过4个月的运行实践,结果表明,改造后的填料密封效果良好,使用寿命延长。该案例的成功改造为新氢压缩机填料密封的修复提供宝贵经验。