越南广治省可再生能源枢纽绿色氢燃料生产站的优化研究:基于HOMER模型的技术经济分析

【字体: 时间:2025年07月02日 来源:International Journal of Hydrogen Energy 8.1

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  本研究针对越南可再生能源枢纽中绿色氢生产量化评估不足的问题,通过HOMER软件优化了广治省风光互补制氢系统配置。结果表明,1500 kW风电+3600 kW光伏的并网系统可日产300 kg氢,LCOH低至5.37美元/kg,为越南氢能政策制定提供了关键数据支撑。

  

在全球能源转型浪潮中,氢能因其零碳特性成为各国战略焦点。越南作为东南亚可再生能源潜力大国,太阳能和风电装机量快速增长,但绿色氢能发展面临关键瓶颈——缺乏针对具体可再生能源枢纽的量化研究。现有文献多停留在宏观战略层面,而像广治省这类风光资源富集区的制氢系统配置、经济性指标等核心数据几乎空白。这种"数据荒漠"严重制约着投资者决策和政策制定,使得越南虽坐拥丰富可再生能源,却难以转化为氢能产业优势。

越南科学院的研究团队敏锐捕捉到这一研究缺口,在《International Journal of Hydrogen Energy》发表了一项开创性研究。他们选取中部典型可再生能源枢纽广治省为案例,运用HOMER(Hybrid Optimization Model for Multiple Energy Resources)建模工具,首次系统评估了不同系统配置下绿色氢生产的技术经济表现。研究团队创新性地设计了五类场景:风光并网电解、风光并网电解+锂电、离网风光电解等,并纳入越南屋顶光伏新政变量,通过净现成本(NPC)、平准化电力成本(LCOE)和氢成本(LCOH)等核心指标进行多维对比。

关键技术方法包括:1)基于当地气象站数据的风光资源评估;2)HOMER Pro软件的多目标优化建模;3)考虑电解槽(500 kW PEM型)动态效率的调度算法;4)敏感性分析验证不同购电电价(0.04-0.08美元/kWh)的影响。

最优系统配置
建模结果显示,配置III(1500 kW风电+3600 kW光伏+并网)最具经济性,其NPC仅679万美元,LCOH 5.37美元/kg,显著优于纯离网方案。该配置通过向电网出售过剩电力(0.04美元/kWh)实现收益平衡,年制氢量达109.5吨,满足300 kg/日的需求。

年度电力产出
风光互补特性使系统可再生能源渗透率达87.3%,其中光伏贡献62%电量。值得注意的是,配置IV(增加锂电)虽提升自消纳率,但因电池成本导致LCOH增加12%,揭示储能设备在当前电价下的经济性瓶颈。

排放指标
最优配置的年CO2减排量达1,286吨,相当于传统柴油制氢方案的17%。若采用净计量电价政策,减排效益可进一步提升23%。

结论与意义
该研究首次为越南可再生能源枢纽提供了量化决策工具:1)验证风光互补制氢在热带气候区的可行性,LCOH 5.37美元/kg已接近国际基准;2)揭示电网支持对降低初期投资的关键作用;3)提出政策建议——适度提高光伏上网电价可缩短投资回收期至8年。这些发现不仅填补了东南亚氢能研究的空白,更为越南实现2050净零目标提供了技术路线图。研究团队特别指出,后续需针对台风气候下的系统鲁棒性开展深入分析,这对沿海枢纽的长期运营至关重要。

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