純氫內(nèi)燃機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的性能和可持續(xù)性

卡特彼勒公司剛剛宣布與 District Energy St. Paul 共同開(kāi)展一項(xiàng)低碳燃料研究項(xiàng)目，以展示由氫氣和天然氣的多種組合提供燃料的 2.0 MW 熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)系統(tǒng)。

該項(xiàng)目由美國(guó)能源部(DOE)能源效率和可再生能源辦公室(EERE)提供支持和部分資助，將由卡特彼勒與 District Energy St. Paul 和美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)合作主導(dǎo)。

隨著今年第二季度開(kāi)始準(zhǔn)備并于 2023 年開(kāi)始運(yùn)營(yíng)，參與者將開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)純氫燃料內(nèi)燃機(jī)發(fā)電及其控制系統(tǒng)，以評(píng)估其溫室氣體排放情況、可靠性、耐用性以及實(shí)施中會(huì)遇到的障礙。為了在實(shí)際運(yùn)行條件下全面評(píng)估氫氣解決方案的各個(gè)方面，來(lái)自示范項(xiàng)目的電能和熱能將進(jìn)入 District Energy St. Paul 的分布式能源系統(tǒng)。

對(duì)于該示范項(xiàng)目，卡特彼勒將開(kāi)發(fā)一套便于實(shí)現(xiàn)燃?xì)廪D(zhuǎn)換的 CHP 系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 Cat®(卡特)微電網(wǎng)主控制器(MMC)和一臺(tái) Cat G3516H 發(fā)電機(jī)組，發(fā)電機(jī)組將安裝在標(biāo)準(zhǔn)化的工廠組裝的集裝箱內(nèi)，以最大限度地降低復(fù)雜性和基礎(chǔ)設(shè)施要求。

Cat 微電網(wǎng)主控制器(MMC)將管理負(fù)載調(diào)度需求，因?yàn)樵撾娏ο到y(tǒng)會(huì)試驗(yàn)氫燃料解決方案的性能、效率和排放特性。該項(xiàng)目將使用 100% 純氫、100% 天然氣或高達(dá) 25% 摻氫天然氣為燃料，是為了比較將純氫和摻氫燃?xì)馊绾胃玫丶傻骄C合能源解決方案中。

當(dāng)?shù)氐?Cat 代理商 Ziegler 將為該項(xiàng)目提供現(xiàn)場(chǎng)支持和系統(tǒng)維護(hù)。

關(guān)于卡特彼勒對(duì)

氫燃料內(nèi)燃機(jī)發(fā)電的開(kāi)發(fā)

與 District Energy St. Paul 和美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室 NREL 合作的示范項(xiàng)目是卡特彼勒在純氫內(nèi)燃機(jī)發(fā)電解決方案方面取得進(jìn)展的最新例證?？ㄌ乇死找验_(kāi)始按訂單需求定制能夠使用 100% 純氫(包括完全可再生的綠氫)運(yùn)行的示范發(fā)電機(jī)組。Cat G3516H 燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組已在北美和歐洲上市，額定功率為 1250 kW，適用于 50 或 60 Hz 連續(xù)、主用和負(fù)載管理應(yīng)用。

此外，卡特彼勒還提供配置了可使用高達(dá) 25% 摻氫天然氣運(yùn)行的 400 kW 至 4.5 MW 的商用發(fā)電解決方案。今年第四季度，客戶(hù)將能夠訂購(gòu)升級(jí)改裝套件，為基于特定發(fā)動(dòng)機(jī)平臺(tái)的發(fā)電機(jī)組提供高達(dá) 25% 的摻氫天然氣的運(yùn)行能力。

同時(shí)，卡特彼勒還通過(guò)與微軟的合作啟動(dòng)了一個(gè)為期三年的項(xiàng)目，以展示一個(gè)包含大型氫燃料電池的電力系統(tǒng)，為數(shù)據(jù)中心提供可靠和可持續(xù)的備用電力。該項(xiàng)目在 [email protected]* 倡議下由美國(guó)能源部 DOE 支持和部分資助，并由美國(guó)國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室 NREL 支持。

District Energy St. Paul

對(duì)環(huán)境管理的承諾

District Energy St. Paul 是環(huán)境和能源可持續(xù)性方面公認(rèn)的領(lǐng)導(dǎo)者，獲得了國(guó)際能源署頒發(fā)的全球可持續(xù)性獎(jiǎng)和聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署的認(rèn)可。

District Energy St. Paul 致力于到 2050 年實(shí)現(xiàn)碳中和，多年來(lái)在碳減排目標(biāo)方面取得了顯著進(jìn)展，在 2000 年至 2021 年間將碳排放量減少了 68%。這一成就是通過(guò)提高效率、提高客戶(hù)建筑材料性能來(lái)實(shí)現(xiàn)的，改進(jìn)數(shù)據(jù)和控制管理，用更高效的設(shè)備對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行升級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

通過(guò)太陽(yáng)能熱和生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)對(duì)可再生能源的整合幫助該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了近 50% 的無(wú)碳供熱。2021 年，公司開(kāi)始向所有客戶(hù)提供碳中和制冷服務(wù)，用來(lái)抵消用于向客戶(hù)建筑物輸送冷凍水的電力而產(chǎn)生的溫室氣體排放(Scope 2 溫室氣體排放*)。而在這之前，這些溫室氣體排放是通過(guò)一項(xiàng)協(xié)議從明尼蘇達(dá)州和威斯康星州的項(xiàng)目購(gòu)買(mǎi)可再生電力信用額度來(lái)實(shí)現(xiàn)抵消的。

卡特彼勒的產(chǎn)品組合可以

幫助客戶(hù)實(shí)現(xiàn)其可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)

氫熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目是卡特彼勒通過(guò)對(duì)新產(chǎn)品、技術(shù)和服務(wù)的持續(xù)投資為減碳未來(lái)做出貢獻(xiàn)的最新例證。卡特彼勒通過(guò)提供便于燃料轉(zhuǎn)換、提高運(yùn)營(yíng)效率和減少排放的產(chǎn)品，幫助客戶(hù)實(shí)現(xiàn)與氣候相關(guān)的目標(biāo)。除了氫能計(jì)劃外，卡特彼勒還提供以下服務(wù)：

Cat 熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP)系統(tǒng)和冷熱電三聯(lián)供(CCHP)系統(tǒng)同時(shí)為電力負(fù)載提供高效加熱、冷卻和提供電力。

Cat 發(fā)電機(jī)組可配置為使用多種沼氣燃料運(yùn)行，包括餐廚沼氣、垃圾填埋氣及污水沼氣。

十多年來(lái)，Cat 柴油動(dòng)力解決方案已支持各種氫化植物油(HVO)、生物柴油和混合燃料產(chǎn)品的運(yùn)行，包括按訂單定制的可使用 100% HVO 或生物柴油系統(tǒng)。

卡特彼勒最近收購(gòu)了能源即服務(wù)(EaaS)公司 Tangent Energy Solutions，該公司提供分布式能源資源管理系統(tǒng)(DERMS)軟件解決方案，用于監(jiān)測(cè)、管理和貨幣化現(xiàn)場(chǎng)能源資產(chǎn)，包括天然氣和可再生能源發(fā)電、儲(chǔ)能和微電網(wǎng)。它可使公用事業(yè)電網(wǎng)和其他能源供應(yīng)商能夠加入到分布式能源體系中(DERs)，從而快速提高電網(wǎng)上可再生能源的利用率。

Caterpillar 的混合能源解決方案技術(shù)套件包括光伏(PV)太陽(yáng)能模塊、雙向電源(BDP)逆變器、儲(chǔ)能系統(tǒng)(ESS)模塊、先進(jìn)的微電網(wǎng)控制器和全數(shù)字監(jiān)控。

卡特彼勒提供專(zhuān)為可持續(xù)性、耐用性、可靠性和價(jià)值而設(shè)計(jì)的創(chuàng)新動(dòng)力系統(tǒng)。公司通過(guò) Cat 授權(quán)服務(wù)和代理商網(wǎng)絡(luò)提供全球產(chǎn)品支持、零件和服務(wù)以及客戶(hù)價(jià)值協(xié)議。此外，代理商技術(shù)人員經(jīng)過(guò)培訓(xùn)，可以提供全面的維護(hù)和服務(wù)，幫助客戶(hù)優(yōu)化 Cat 設(shè)備的總擁有成本。