Power-to-X储能
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发布日期：2021年4月21日 / 更新日期：2024年8月21日 – 作者：Konrad Wolfenstein
Power-to-X 是灵活存储解决方案的关键技术
灵活储能 Power-to-X – 图片来源：Xpert.Digital
什么是 Power-to-X？
电力转换（Power-to-X）是灵活储能解决方案的关键技术。电力转换指的是所有将可再生能源或剩余电力转化为储能的技术。P2X 和 P2Y（PtX/PtY）也是常用术语。其中，P 表示暂时超过需求的剩余电力，X 或 Y 则代表电能转换后的能量形式或预期用途。.
为了将整个能源供应系统完全转换为可再生能源，以实现气候保护所需的脱碳目标，需要采用电力制氢（Power-to-X）技术，以应对某些可再生能源的波动性，并为供暖和交通运输行业提供电力。这是因为，随着可再生能源占比的进一步提高，未来将会出现上网电价超过需求的情况；而在风能和太阳能发电量较低的时期，储能系统则必须介入以满足需求。.
脱碳的目标是推动经济转型，持续减少碳排放。碳在自然界中以纯净形式存在于钻石、石墨和绿泥石中，也以化学键合形式存在于碳化物、碳酸盐、二氧化碳、石油、天然气和煤炭中。长远的生态目标是建立一个无碳能源经济体系。.
根据能量形式对电转X技术进行分类
- 电转气
（PtG）是一种利用水电解和电力生产燃料气体的技术。这种燃料气体（氢气、氨气、甲烷）可以储存起来以备后用。除其他应用外，它还可以用于交通运输领域，作为电转燃料（特别是作为船舶和飞机的燃料），作为化工原料（通常称为电转化学品），或储存在天然气基础设施中，以便日后在燃气发电厂中重新转化为电力。
- 电能制热（PtH）
是指利用电能产生热能的过程。这可以通过电锅炉或热泵来实现。
- 电转液（PtL）
是指将电能转化为液态燃料的过程。PtL工艺包含一系列不同的子过程。虽然目前尚未实现工业化应用，但该方法有望利用可再生电力为那些离不开液态燃料的行业（例如航空业）提供燃料。除了能源和水之外，二氧化碳是PtL工艺的第三个必要投入物。
根据预期用途对 Power-to-X 技术进行分类
- 电转氨：
电转氨工艺旨在通过化学方法将可再生能源中的能量以氨的形式储存起来，从而使能量便于运输和储存。之后，这些能量可以直接用作无碳燃料或氢气供应商。
- 电力
制化学品是指利用可再生能源产生的过剩电能，通过水电解和后续步骤生产化学原料的过程。
- “电转燃料”
通常指的是为交通运输行业生产以电力为基础的合成燃料，即所谓的电子燃料。该术语是各种“电转气”和“电转液”工艺的统称，这些工艺利用可再生能源产生的电能来生产以电力为基础的燃料气体或液体燃料。
- 电转电
是指在电力工程和发电过程中，将电能暂时储存起来的储能电站。根据电站类型的不同，储能电站可以将电能转化为势能（重力势能）、动能、化学能或热能，并以这种形式储存一段时间，在需要时再转换回电能。
- 电力制蛋白：
食品所需的蛋白质可以通过生物合成和电化学过程相结合的方式生产。这涉及利用碳、氧、氮和氢等化学起始原料来生产蛋白质。
- 电转合成气：
利用空气和电力制取合成气。氧化碳（CO2）可从环境空气中获得，或通过胺洗涤法从烟气中获得浓度更高的氧化碳，然后可通过萨巴蒂尔法转化为甲烷。
适合：
德国的电转X工厂数量
德国电转电工厂数量 – 图片来源：Xpert.Digital
2020运营。其中几座工厂于2019年投产。“电转X”是指将可再生能源产生的电力转化为氢气（例如通过“水电解”），必要时还可以进一步转化为甲烷（通过“甲烷化”）。生成的气体随后可以输送到天然气管网并储存起来。
全球一次能源消耗量（按能源类型划分）
全球一次能源消耗量（按能源类型划分）——图片来源：Xpert.Digital
德国按电厂类型划分的电力制X电厂数量
德国各类电厂的电力转化能源（Power-to-X）工厂数量 – 图片来源：Xpert.Digital
2020年11月，德国共统计到项目。其中，23个项目处于规划阶段。部分项目已经终止，例如汉堡的一座氢气加注站。术语“电转X”指的是将可再生能源产生的电力转化为氢气（水电解），必要时进一步转化为甲烷（甲烷化）。生成的气体可以输送到天然气管网并储存起来（电转气）。
德国按最终产品划分的电力制X工厂数量
德国按最终产品划分的 Power-to-X 工厂数量 – 图片来源：Xpert.Digital
2020年，德国共有16座“电转氢”（Power-to-X）工厂投入运营，其最终产品为氢气（截至2020年11月）。“电转氢”是指将可再生能源产生的电力转化为氢气（“水电解”），必要时进一步转化为甲烷（“甲烷化”）。生成的气体随后可以输送到天然气管网并储存（“电转气”）。
功率转换
重要提示：PDF 受密码保护。请联系我。当然，PDF 是免费的。
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德语版本 – 要查看 PDF，请单击下面的图片。
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