[实用新型]一种以镁为载体的能源系统

说明书

本实用新型公开了一种以镁为载体的能源系统，利用电网无法消纳的可再生能源电力电解氯化镁，将电能转变为镁单质的化学能以存储，一部分镁单质与水反应生成氢气和水蒸汽的混合物用于发电，生成的氢气作为氢氯燃料电池的燃料，氢氯燃料电池的产物盐酸又可以用于氯化镁的生成。该能源系统耦合了电解镁、镁储能、镁水反应发电和氢氯燃料电池，具有储能密度高、储能载体便于运输、物料循环利用等优点。

技术领域

本实用新型属于可再生能源利用和储能技术领域，具体涉及一种以镁为载体的能源系统。

背景技术

我国西北地区拥有丰富的可再生能源，利用可再生能源发电是实现“双碳”目标的重要途经，然而以风能、光热、光伏为代表的可再生能源发电由于自身的间歇性、不稳定性和不确定性等特点，难以被电网消纳，一些地方出现弃风弃光的现象，造成了严重的资源浪费。

以压缩空气储能、动力电池储能、储氢等为代表的储能技术正在成为能源领域的研究热点，但是现有的储能技术存在储能密度小，储能载体可移动性小等问题，因此需要开发新的储能载体，实现可再生能源发电的有效存储。

发明内容

本实用新型的目的旨在提供一种以镁为载体的能源系统，利用电网无法消纳的可再生能源电力电解氯化镁，将电能转变为镁单质的化学能以存储，一部分镁单质与水反应生成氢气和水蒸汽的混合物用于发电，生成的氢气作为氢氯燃料电池的燃料，氢氯燃料电池的产物盐酸又可以用于氯化镁的生成。该能源系统耦合了电解镁、镁储能、镁水反应发电和氢氯燃料电池，具有储能密度高、储能载体便于运输、物料循环利用等优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种以镁为载体的能源系统，包括电解镁系统、镁水反应系统、氢氯燃料电池系统和物料回收系统；

所述电解镁系统包括可再生能源发电装置和电解镁装置；

所述镁水反应系统包括镁水反应器、分离器、混合工质透平、冷凝器和发电机；

所述氢氯燃料电池系统包括氢氯燃料电池；

所述物料回收系统包括酸碱中和装置和干燥脱水装置；

所述电解镁装置的电源来自可再生能源发电装置，电解镁装置的阳极产物通向氢氯燃料电池的氯气入口，阴极产物通向镁水反应器的镁燃料入口，镁水反应器的另一个入口通入水，镁水反应器的出口连接分离器入口，分离器的混合工质出口连接混合工质透平入口，分离器的氢氧化镁出口连接酸碱中和装置的碱入口，混合工质透平出口连接冷凝器入口，冷凝器的氢气侧出口连接氢氯燃料电池的氢气入口，氢氯燃料电池的反应产物出口连接酸碱中和装置的酸入口，酸碱中和装置的出口连接干燥脱水装置的入口，干燥脱水装置的出口连接电解镁装置的电解槽。

所述可再生能源发电装置1中的可再生能源为风能和或太阳能。

一种以镁为载体的能源系统，实现电解镁、混合工质发电、氢氯燃料电池发电和物料回收的过程如下：