丙烷在微电网中的机遇

执行概要

对更可靠、更安全、更清洁的能源系统的追求正在推动对微电网技术的投资，这些技术可以提供比国家老化和脆弱的电网更高的可靠性和弹性。

微电网是一种自给自足的能源系统，服务于离散的地理足迹，如大学校园、医院综合体、商业中心或社区。在微电网中，有一种或多种分布式能源(太阳能电池板、风力涡轮机、热电联产、发电机)来产生电力。这种分散的电源和负载组通常连接到传统电网，但也可以断开连接并自主运行。

微电网通常由太阳能光伏系统、电池存储和备用发电机系统或备用燃料电池系统组成，备用燃料电池系统以氢气、天然气、丙烷、柴油、汽油或其他合适的燃料为燃料。本文中提出的现实世界分析说明了在天然气不可用时，丙烷如何定位为微电网的首选燃料。

与柴油动力微电网相比，丙烷易于运输和储存，具有经济和环境效益，是最佳的低碳燃料选择。作者展示了在微电网应用中，丙烷是如何与柴油竞争的，它需要提供类似柴油的效率，相当的均衡电力成本和更低的排放。

论文中的两个案例研究说明了在混合微电网中使用丙烷发电机的好处。第一个轻商业应用是在加州圣地亚哥的一个社区住宅开发中使用丙烷发电机。它比较了通用柴油备用发电机、现成的丙烷发电机、热电联产(CHP)发动机发电机和丙烷固体氧化物燃料电池的测试结果。第二份报告介绍了加州猛犸湖(Mammoth Lakes)一家大型商业公司的调查结果。

观察/建议:

轻型商用微电网(<100千瓦发电系统)

• 当使用“正确的”发电机时，在需要弹性的微电网应用中，丙烷与柴油具有竞争力。
• 更低的维护成本和耐用的设计与柴油丙烷发动机的效率，在这个尺寸范围内，可以显著减少二氧化碳排放。使用简单的三元催化剂，丙烷发动机可以实现NOx和CO的接近零排放。
• 丙烷也为混合微电网中的燃料电池打开了大门。

大型商业微电网(>100千瓦发电系统)

• 当采用商用现成的稀燃发动机解决方案时，在微电网应用中，丙烷与柴油相比具有竞争力。
• 与柴油发电机相比，丙烷燃料电池具有更高的能源均衡成本，但可以实现NOx、HC和CO的接近零排放。
• 通过收集发电机的余热并使用热能存储系统进行存储，然后用于区域供暖或过程供暖，以补充社区住房或商业设施的供暖需求，可以进一步提高效率。

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