الدراسة الاقتصادية لإنتاج و تخزين الهيدروجين من مصادر الطاقة المتجددة الريحية-الشمسية

الملخص

إن التكامل بين مصادر الطاقة المتجددة المختلفة, بالإضافة إلى تحرير أسواق الطاقة الكهربائية من القيود المؤثرة على استقرار واستمرارية تأمين التغذية للمستهلكين يؤكد الحقائق القائمة في أنظمة الطاقة الكهربائية الحديثة. إن زيادة مشاركة مصادر الطاقة المتجددة ضمن نظم الطاقة يتعلق بتباين العرض والطلب. لذلك يعتبر تخزين الطاقة كأحد الحلول المستخدمة لتحقيق الاستقرار في إمدادات الطاقة الكهربائية للحفاظ على التوازن في توليد الطاقة المطلوبة وضمان عدم انقطاعها عن المستهلكين. وفي سياق التنمية المستدامة ونضوب موارد الطاقة التقليدية فإن مسألة نمو إنتاج الطاقة الكهربائية من الطاقة المتجددة مرتبط إلى حد كبير بالقدرة على اقتراح حلول جديدة لتخزين الطاقة وتكييفها. وتشير التطورات الاخيرة في تكنولوجيا الهيدروجين وتطبيقات الطاقة المتجددة إلى إن هذه التقنيات واعدة لتحول الاقتصاد إلى اقتصاد قائم على الهيدروجين, بالاعتماد على استخدام الهيدروجين لشبكات الطاقة الكهربائية العامة وفي قطاعات النقل, يناقش هذا البحث أهمية إنتاج الهيدروجين ودوره كحامل للطاقة, وعملية التحليل الكهربائي والقيمة الاقتصادية لإنتاج الهيدروجين وخاصة من تكنولوجيا الطاقات المتجددة الشمسية-الريحية. إن الدراسات التقنية والاقتصادية وجهت لإيجاد نظام لتخزين الهيدروجين على المدى الطويل الأجل لاستخدامه في توليد الطاقة الكهربائية. ويزداد إنتاج الهيدروجين بفترات إنتاج متعلقة بارتفاع أو انخفاض الطلب على الطاقة, ويمكن أن يباع مباشرة إلى مشغلي الشبكة أو عن طريق خزانات (اسطوانات) مليئة بالهيدروجين. والتحقق من الاستخدام الآمن للتقنيات القائمة على استخدام الهيدروجين لتخزين وتوليد الكهرباء على المدى الطويل. وتشير النتائج إلى أن هناك مصادر كافية موجود لإنتاج الهيدروجين من الطاقة الشمسية والريحية. ومع ذلك تعتمد أسعار الهيدروجين اعتمادا كبيرا على اسعار الطاقة الكهربائية. The integration of various renewable energy sources as well as the liberalization of electricity markets are established facts in modern electrical power systems. The increased share of renewable sources within power systems intensifies the supply variability and intermittency. Therefore, energy storage is deemed as one of the solutions for stabilizing the supply of electricity to maintain generation-demand balance and to guarantee uninterrupted supply of energy to users. In the context of sustainable development and energy resources depletion, the question of the growth of renewable energy electricity production is highly linked to the ability to propose new and adapted energy storage solutions. Recent advancements in hydrogen technologies and renewable energy applications show promise for economical near to conversion to a hydrogen-based economy. As the use of hydrogen for the electric utility and transportation sectors. This paper briefly discusses provides a historical perspective for hydrogen production and the role of hydrogen as an energy carrier, discusses hydrogen economy, the process of electrolysis for hydrogen production (especially from solar and wind technologies). A comprehensive techno/socio/economic study of long term hydrogen based storage systems in electrical networks is addressed. the excess produced hydrogen during high generation periods or low demand can be sold either directly to the grid owners or as filled hydrogen bottles. The affordable use of Hydrogen-based technologies for long term electricity storage is verified. The results indicate that ample resources exist to produce Hydrogen from wind and solar power. However, hydrogen prices are highly dependent on electricity prices.