电力多元转换(Power-to-X):技术路径、应用与挑战

碳中和目标驱动下，新能源装机比重迅速提升，但其随机性与波动性将给电力系统消纳和安全运行带来巨大挑战。电力多元转换(Power-to-X)可以将可再生能源发电转换为其他各类绿色燃料，利用化学能实现对电能的吸收、储存和运输，为电力系统电能储存和利用提供了新思路；同时，通过电力多元转换，也加强了各种能源形式的耦合，降低了不同领域的碳排放，对推进我国绿色低碳转型具有重要意义。该文着重介绍了Power-to-X涉及的各个关键环节，包括电解制储氢、碳捕集以及绿氢转换的技术发展现状；重点比较了4类典型Power-to-X路径——电转甲烷、电转甲醇、电转醚类和电转氨的技术流程；此外，该文针对当前国内外Power-to-X实施情况，具体介绍了各类示范项目的应用进展；进一步地，该文从能效、碳源以及制氢技术等方面出发，剖析了Power-to-X发展面临的主要问题与挑战；最后，针对当前问题，该文提出了相应应对措施，并对Power-to-X的未来发展进行了展望。