[发明专利]一种基于天然气、氢气、电力的能源互联网系统及工作方法

说明书

本发明涉及一种基于天然气、氢气、电力的能源互联网系统及工作方法，包括氢气系统、然气系统、可再生能源发电系统和余热利用系统，可再生能源发电系统与氢气系统连接，氢气系统分别与然气系统和余热利用系统连接，然气系统与余热利用系统连接；氢气系统、然气系统和可再生能源发电系统还均与电网系统连接，然气系统还与然气管道连接；氢气系统还与燃料电池就地用户、氢气用户端连接，余热利用系统还与热用户端、冷/热用户端连接。本发明优先利用可再生能源进行电解水制氢，并将氢能源利用系统与燃气分布式以及电网有机地结合起来，克服现有能源网络中存在的不足，既能解决天然气短缺的状况，又具有电网调峰的功能，具有极大的节能和环保效益。

技术领域

本发明涉及一种能源互联网系统，特别是基于氢能源利用与燃气分布式以及电网相结合的能源互联网系统。

背景技术

当前，我国正面临能源革命和产业结构调整的关键期，虽然发展氢能可以替代传统化石能源，既是我国能源安全战略的重要组成部分，也是优化能源消费结构的重要途径。氢能来源广泛、能量效率高、能量密度高。作为最清洁的能源，氢能本身无污染、可以达到零碳排放，排放物仅为水和热量。氢能是世界能源舞台上一种举足轻重的二次能源，是一种极为优越的能源，主要优点有：燃烧热值高，每千克氢燃烧后的热量约为汽油的3 倍、天然气的2.5倍、酒精的5.2 倍、煤炭的4.3倍。燃烧的产物除了H₂O 无其他中间产物，整个供能过程无浪费、无污染。另外，氢能资源丰富，氢气可以由水制取，而水是地球上最为丰富的资源，氢气利用演义了自然物质循环利用、持续发展的经典过程。

太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、潮汐能、波浪能等可再生能源，具有资源丰富、使用清洁的特点，但却具有明显的时间性、区域性和不稳定性等缺点，使其应用价值大打折扣。由于氢能具备电能和热能所缺乏的可储存性，使得氢能成为最好的可再生能源的二次载体。可以将不稳定的可再生能源转化为氢能储存起来，便于持续稳定地使用。因而，从某种角度来说，发展氢能是发展可再生能源的先决条件。氢能以其来源多样、清洁无污染、能量密度大、可再生、易存储、用途广泛等优点，被视为全球能源向可持续发展转型的主要路径之一，在大规模可再生能源整合和终端应用方面潜力巨大。

中国天然气产量不断增长，但消费缺口也是十分巨大的。伴随着天然气消费快速增长，中国供气安全保障问题越来越严峻，而资源每年的增量仍然不足以支撑天然气市场连续300亿立方米的年增量。进口LNG 和进口管道气受到接收站、管道能力和进口气价资源的制约。未来，国产常规气产能释放的红利将会逐步减弱，产量增量将维持在80亿方以内。

综上所述，在天然气短缺的情况下，氢能是极为有力且重要的补充，同时氢能作为可再生能源的二次载体，为可再生能源的发展提供了契机。目前，天然气分布式能源项目普遍存在功能单一，与外界能源网络缺乏互动连接，且天然气网络、电网等各大能源网络之间基本处于割裂状态，严重影响了我国能源系统的整体效率。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种能源互联网络，克服现有能源网络中存在的不足，既能解决天然气短缺的状况，又具有电网调峰的功能，具有极大的节能和环保效益，实现各种能源之间的有力调配与结合。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种基于天然气、氢气、电力的能源互联网系统，其特征在于：包括氢气系统、然气系统、可再生能源发电系统和余热利用系统，所述可再生能源发电系统与氢气系统连接，所述氢气系统分别与然气系统和余热利用系统连接，所述然气系统与余热利用系统连接；所述氢气系统、然气系统和可再生能源发电系统还均与电网系统连接，所述然气系统还与然气管道连接；所述氢气系统还与燃料电池就地用户、氢气用户端连接，所述余热利用系统还与热用户端、冷/热用户端连接。