Utafiti huu unachunguza jinsi refinery zinaweza kujumuisha electrolyzers za maji zinazoendeshwa na umeme unaoweza kurejeshwa katika mfumo uliopo wa hidrojeni huku zikitimiza mahitaji yao endelevu ya hidrojeni. Katika modeli, hidrojeni ya kijani inayozalishwa kwa umeme wa photovoltaic, vitengo vya steam methane reforming, hidrojeni ya bidhaa ya pembeni kutoka continuous catalytic reforming, hidrojeni inayorejeshwa kwa pressure swing adsorption, mfumo wa kuhifadhi hidrojeni na hidrojeni ya kijivu inayonunuliwa kutoka nje vinasimamiwa kwa pamoja.

Mbinu inaunganisha vipimo viwili tofauti vya muda. Katika hatua ya kwanza, profaili za kihistoria za uzalishaji wa photovoltaic na upepo zinapotoshwa kuelekea chini ili kuunda trajectories mbaya za nishati inayoweza kurejeshwa na ratiba ya msingi ya tahadhari huandaliwa kwa siku inayofuata. Katika hatua ya pili, maamuzi endelevu ya uendeshaji kwa saa zilizobaki yanaoptimizwa upya kwa kutumia utabiri unaosasishwa ndani ya siku na kiwango halisi cha hifadhi ya hidrojeni. Hali za kuwasha-kuzima za electrolyzers na vitengo vya SMR hurithiwa kutoka hatua ya siku iliyotangulia; kiasi cha uzalishaji, harakati za hifadhi, curtailment ya nishati inayoweza kurejeshwa na ununuzi wa hidrojeni ya nje vinaweza kubadilishwa ndani ya siku.

Katika utafiti wa kesi wa refinery yenye uwezo wa kuchakata malighafi wa tani milioni 10 kwa mwaka, kutumia marekebisho ya ndani ya siku kulipunguza hidrojeni ya kijivu inayonunuliwa kutoka nje kwa asilimia 59,68 ikilinganishwa na ratiba thabiti ya siku iliyotangulia. Kiasi kilichonunuliwa kilishuka kutoka 105.455,12 Nm³/siku hadi 42.522,07 Nm³/siku; curtailment ya kila siku ya nishati inayoweza kurejeshwa ilipungua kwa asilimia 89,11 au 14,76 MWh. Kupungua kwa jumla ya gharama ya kila siku ya uendeshaji kulikuwa takribani 7.241 CNY.

Uboreshaji huu haukutokana na kuzalishwa kwa hidrojeni ya kijani zaidi. Kwa marekebisho ya ndani ya siku, uzalishaji wa ndani wa SMR uliongezeka kwa takribani 63,77 elfu Nm³/siku, huku uzalishaji wa hidrojeni ya kijani ukipungua kwa takribani 4,11 elfu Nm³/siku. Badala ya ununuzi ghali wa hidrojeni ya nje, modeli ilitumia unyumbufu wa ndani wa SMR wenye gharama ya pembeni iliyo chini kiasi na hifadhi ya hidrojeni. Kwa hiyo, kupungua kwa ununuzi wa hidrojeni ya kijivu ya nje hakupaswi kutafsiriwa kuwa kupungua kwa kiwango kilekile kwa hidrojeni ya mafuta ya kisukuku au uzalishaji wa kaboni.

Katika hali za eneo zilizochunguzwa, mfumo wa photovoltaic pekee ulitoa matokeo bora kuliko mchanganyiko wa photovoltaic–upepo wenye uwezo uleule wa jumla. Sababu ni kwamba katika eneo lililochunguzwa rasilimali ya jua ilikuwa kubwa, huku kasi za upepo na thamani ya uwekezaji wa upepo kwa mfumo zikiwa ndogo. Matokeo haya hayaonyeshi kwamba nishati ya upepo kwa ujumla haina manufaa; yanaonyesha tu matokeo ya kesi yanayotumika kwa vituo vyenye hali zinazofanana za jua, upepo, hifadhi na gharama.

Ili mfumo wa kaboni ya chini uwe wa bei nafuu kuliko mpangilio wa kawaida wa usambazaji wa hidrojeni, ilihesabiwa kwamba bei ya kaboni lazima izidi takribani 628,18 CNY/t CO₂. Chini ya kizingiti hiki, mfumo uliopendekezwa unaweza kutoa faida kwa upande wa utegemezi wa hidrojeni ya nje na uzalishaji, lakini hubaki ghali zaidi kuliko mpangilio wa kawaida.

Kwa mtazamo wa Türkiye, utafiti ni muhimu kwa kuonyesha kwamba mitandao ya hidrojeni ya refinery, electrolyzers za nishati inayoweza kurejeshwa, hifadhi na mitambo iliyopo ya SMR vinaweza kusimamiwa pamoja ndani ya modeli moja ya uendeshaji. Hata hivyo, modeli itakayotumika Türkiye lazima ijengwe upya kwa bei za ndani za gesi asilia na umeme, gharama ya kaboni, mahitaji ya hidrojeni ya refinery, ufanisi wa electrolyzer, profaili za jua–upepo, bei ya hidrojeni ya nje na uwezo wa hifadhi. Kizingiti cha 628,18 CNY/t CO₂ au kupungua kwa ununuzi kwa asilimia 59,68 katika utafiti si thamani zisizobadilika zinazoweza kutumiwa moja kwa moja Türkiye.

Swali kuu la utafiti ni nini?

Refinery hutumia hidrojeni kwa kuendelea kwa hydroprocessing, hydrocracking, kuondoa sulfuri na michakato mingine inayoboresha ubora wa bidhaa. Upungufu wa hidrojeni unaweza kupunguza uwezo wa uzalishaji, kuharibu sifa za bidhaa na kuathiri michakato inayofuata. Kwa hiyo, mahitaji ya hidrojeni ya refinery katika modeli hayajachukuliwa kama matumizi ya kibiashara yanayonyumbulika, bali kama hitaji endelevu la mchakato linalopaswa kutimizwa kila saa.

Hidrojeni inayozalishwa kwa electrolysis ya maji inaweza kupunguza uzalishaji uliopo wa SMR na hidrojeni ya kijivu inayonunuliwa kutoka nje. Lakini wakati uzalishaji wa electrolyzer unategemea nguvu ya jua na upepo, mahitaji ya hidrojeni ya refinery ni thabiti zaidi. Swali kuu ambalo utafiti unajaribu kutatua ni hili:

Umeme unaoweza kurejeshwa unaobadilika unapaswa kupangiwa ratiba vipi pamoja na vyanzo vya hidrojeni vilivyopo na uwezo wa hifadhi wa refinery ili kulinda usambazaji wa hidrojeni huku ukipunguza gharama, ununuzi wa hidrojeni ya kijivu ya nje na curtailment ya nishati inayoweza kurejeshwa?

Ni vyanzo gani vya hidrojeni vinavyosimamiwa pamoja katika modeli?

Mchoro wa mfumo kwenye ukurasa wa 8 unaonyesha nini?

Kielelezo 1 kwenye ukurasa wa 8 wa utafiti kinaonyesha mtiririko wa umeme na hidrojeni ndani ya muundo mmoja. Gridi na vyanzo vya photovoltaic vinaonyeshwa upande wa umeme, electrolyzer ya PEM upande wa uzalishaji wa hidrojeni, na tanki la hifadhi, hidrojeni ya kijivu ya nje, CCR na SMR upande wa usambazaji wa hidrojeni. Vyanzo vyote vinaunganishwa katika header ya pamoja ya hidrojeni ya refinery ili kukidhi jumla ya mahitaji ya refinery.

Hata hivyo, usawa mkuu wa kihisabati wa nguvu inayoweza kurejeshwa unahitaji electrolyzers zitumie tu nguvu ya photovoltaic na upepo inayopatikana, huku umeme wa ziada ukienda kwenye curtailment. Umeme wa gridi umejadiliwa kama mlinganyo mbadala lakini haukutumika katika kesi kuu. Kwa hiyo kuna tofauti ya upeo kati ya muunganisho wa gridi kwenye mchoro na usawa mkuu wa nguvu uliotumika katika matokeo ambayo inahitaji kufafanuliwa.

Kwa nini hatua mbili tofauti za upangaji ratiba zilitumika?

Wakati upangaji ratiba wa siku iliyotangulia pekee unatumiwa, uzalishaji halisi wa jua na upepo wa siku inayofuata haujulikani kwa uhakika. Utabiri wenye matumaini kupita kiasi unaweza kuleta hatari ya upungufu wa hidrojeni au ununuzi wa dharura wa nje wenye gharama kubwa. Utabiri wenye tahadhari kupita kiasi unaweza kuweka uzalishaji wa SMR na akiba ya hifadhi juu kuliko inavyohitajika, na kusababisha umeme unaoweza kurejeshwa usitumike na badala yake ukatwe.

Utafiti unajaribu kutatua hali hii kwa hatua mbili:

1. Ulinzi wa siku iliyotangulia: Trajectories za uzalishaji mbaya zaidi zinaundwa kutoka kwa profaili za kihistoria za nishati inayoweza kurejeshwa na ratiba ya msingi salama huandaliwa.
2. Urekebishaji wa ndani ya siku: Maamuzi ya uzalishaji na hifadhi kwa saa zilizobaki huhesabiwa upya kwa kutumia kiwango halisi cha hifadhi na utabiri uliosasishwa wa nishati inayoweza kurejeshwa.

Hatua ya siku iliyotangulia inalenga usalama wa usambazaji wa hidrojeni, huku hatua ya ndani ya siku ikilenga kuachilia akiba zisizohitajika kadiri taarifa mpya zinavyopatikana na kutumia unyumbufu wa uendeshaji kwa ufanisi zaidi.

Maamuzi ya hatua ya kwanza na ya pili yametenganishwaje?

Wakati wa kupanga upya ratiba ndani ya siku, maamuzi ya kuwasha-kuzima ya hatua ya kwanza huwekwa bila kubadilika. Chaguo hili huhifadhi muundo wa commitment ya vifaa wa mpango wa siku iliyotangulia, lakini hupunguza unyumbufu wa kuwasha au kuzima electrolyzer mpya au kitengo cha SMR ndani ya siku.

Objective function inajumuisha gharama zipi?

Modeli inayotegemea scenario hupunguza jumla ya gharama za commitment za hatua ya kwanza na gharama inayotarajiwa ya uendeshaji wa hatua ya pili:

\[ \min Z^{SP} = C^{1st} + \sum_{s\in S}\pi_s C^{2nd}_s \]

Gharama za hatua ya pili zinajumuisha vipengele vifuatavyo:

• Gharama ya umeme unaoweza kurejeshwa na uendeshaji wa electrolyzer
• Gharama ya gesi asilia ya SMR na uendeshaji
• Gharama ya kununua hidrojeni ya kijivu ya nje
• Gharama ya kuchaji na kutoa hifadhi ya hidrojeni
• Adhabu ya curtailment ya nishati inayoweza kurejeshwa
• Adhabu ya mahitaji ya hidrojeni yasiyotimizwa
• Adhabu ya utoaji wa hidrojeni
• Gharama ya kaboni inayohusiana na SMR, hidrojeni ya kijivu ya nje na, ikiwa ipo, umeme wa gridi

Uzalishaji wa kaboni katika modeli huhesabiwa kwa ujumla kutoka vyanzo vifuatavyo:

\[ E_{t,s} = \sum_{j\in J} e^{smr}_j f^{smr}_{j,t,s}\Delta t + e^{gray}f^{gray}_{t,s}\Delta t + e^{grid}p^{grid}_{t,s}\Delta t \]

Kwa kuwa umeme wa gridi hautumiki katika mlinganyo mkuu wa nishati inayoweza kurejeshwa, kwa kesi kuu \(p^{grid}_{t,s}=0\) inapaswa kuwa kweli. Maandishi ya utafiti yenyewe pia yana dokezo la uhariri linalosema kwamba ikiwa umeme wa gridi hautumiki, maneno husika ya gharama na uzalishaji yanapaswa kuondolewa katika sehemu ya matokeo.

Electrolyzers ziliwekwaje katika modeli?

Matumizi ya umeme ya electrolyzer yaliwakilishwa kwa mipaka ya chini na ya juu ya mzigo inayotegemea kama kitengo kimewashwa au kimezimwa:

\[ \alpha_i^{min}P_i^{el}u_{i,t} \leq p^{el}_{i,t,s} \leq P_i^{el}u_{i,t} \]

Uzalishaji wa hidrojeni ya kijani ulihesabiwa kwa kuzidisha jumla ya ingizo la umeme la electrolyzer kwa mgawo wa ubadilishaji wa mstari:

\[ f^{gh}_{t,s} = \sum_{i\in I} \eta_i^{el}p^{el}_{i,t,s}\Delta t \]

Mbinu hii hurahisisha utatuzi wa modeli ya mixed-integer linear. Hata hivyo, mabadiliko ya ufanisi wa electrolyzer kwa mzigo, mchakato wa kuanza, tabia ya halijoto, pressurization, matumizi ya umeme saidizi, aging na athari za mabadiliko ya mara kwa mara ya mzigo kwa maisha ya kifaa havikuwekwa kwa kina katika modeli.

Unyumbufu wa SMR uliwakilishwaje?

Uzalishaji wa kila kitengo cha SMR uliwekwa kati ya mipaka ya chini na ya juu inayotegemea hali ya kuwasha-kuzima:

\[ F_j^{smr,min}z_{j,t} \leq f^{smr}_{j,t,s} \leq F_j^{smr,max}z_{j,t} \]

Mabadiliko ya uzalishaji kati ya saa yaliwekewa vikwazo vya ramp-up na ramp-down. Hivyo SMR haikuchukuliwa kama chanzo cha hidrojeni kisichobadilika kabisa, bali kama chanzo cha ndani kinachoweza kudhibitiwa na kujibu mabadiliko ya uzalishaji wa nishati inayoweza kurejeshwa ndani ya mipaka fulani ya kasi.

Katika matokeo ya utafiti, mchango mkuu wa kiuchumi wa marekebisho ya ndani ya siku ni kutumia uwezo wa SMR ambao tayari umeunganishwa kabla ya kununua hidrojeni kutoka nje. Hata hivyo, katika refinery halisi athari za mabadiliko ya muda mfupi ya mzigo wa SMR kwa ufanisi, matumizi ya methane, usawa wa steam, maisha ya vifaa na usafi wa hidrojeni zinaweza kuwa tata zaidi kuliko mpaka wa uzalishaji wa mstari.

Hifadhi ya hidrojeni iliwekwaje katika modeli?

Inventory ya hifadhi husasishwa kwa stock iliyobaki kutoka saa iliyotangulia, hidrojeni iliyochajiwa na hidrojeni iliyotolewa:

\[ soc_{t,s} = soc_{t-1,s} + \eta^{ch}f^{ch}_{t,s}\Delta t - \frac{f^{dis}_{t,s}}{\eta^{dis}}\Delta t \]

Kiwango cha hifadhi kiliwekwa kati ya mipaka ya chini na ya juu, mtiririko wa kuchaji na kutoa uliwekewa mipaka, na kigezo binary kilitumika kuzuia kuchaji na kutoa kwa wakati mmoja katika saa hiyo hiyo. Pia ilihitajika kwamba kiwango cha hifadhi mwisho wa siku kisishuke chini ya lengo fulani.

Maandishi yanatoa kama mfano kwamba lengo la mwisho wa siku linaweza kuwa asilimia 80 ya stock ya mwanzo. Hata hivyo, haijulikani kama hii ndiyo thamani iliyotumika kweli katika kesi au ni mfano wa maelezo tu.

Usawa wa hidrojeni wa kila saa uliundwaje?

Katika kila saa, jumla ya vyanzo vya hidrojeni lazima ikidhi mahitaji ya refinery, kuchaji hifadhi na, ikiwa ipo, utoaji:

\[ \sum_{j\in J}f^{smr}_{j,t,s} + F^{CCR}_t + F^{PSA}_t + f^{gh}_{t,s} + f^{dis}_{t,s} + f^{gray}_{t,s} + f^{shed}_{t,s} = D_t + f^{ch}_{t,s} + f^{vent}_{t,s} \]

Usawa huu huzuia hidrojeni kuonekana ndani ya modeli bila chanzo au uzalishaji wa ziada bila njia ya kutoka ya kimwili. Kigezo cha upungufu wa hidrojeni chenye adhabu kubwa hudumisha uwezekano wa kihisabati; hata hivyo, dai la uaminifu wa mchakato katika refinery halisi linahitaji kuripotiwa wazi kwamba kigezo hiki kilibaki sifuri katika matokeo ya modeli.

Kutokuwa na uhakika kwa nishati inayoweza kurejeshwa kuliwakilishwaje?

Utafiti unalinganisha mbinu mbili za siku iliyotangulia:

• Stochastic programming inayotegemea scenario: Hupunguza gharama inayotarajiwa katika scenarios za uwezekano za nishati inayoweza kurejeshwa zinazozalishwa kutoka data za kihistoria na utabiri.
• Upangaji ratiba thabiti unaotegemea data: Hushusha profaili za kihistoria za jua na upepo kwa kiwango kinachotegemea radius ya kutokuwa na uhakika ili kuunda trajectories mbaya za uzalishaji.

Trajectories mbaya za photovoltaic na upepo zilifafanuliwa kwa ujumla hivi:

\[ w^{adv}_{t,n} = \min \left\{ \max \left( 0,w_{t,n}-\Delta^w_t(\epsilon) \right), \bar{w}_t \right\} \]

\[ v^{adv}_{t,n} = \min \left\{ \max \left( 0,v_{t,n}-\Delta^v_t(\epsilon) \right), \bar{v}_t \right\} \]

Kadiri radius ya kutokuwa na uhakika \(\epsilon\) inavyoongezeka, upatikanaji wa nishati inayoweza kurejeshwa huchukuliwa kuwa wa chini na ratiba ya siku iliyotangulia huwa ya tahadhari zaidi.

Je, mbinu ni modeli ya robust optimization kwa maana ya kawaida?

Utafiti unaita mbinu yake upangaji ratiba thabiti unaotegemea data; hata hivyo, muundo uliotumika si seti ya wazi ya kutokuwa na uhakika ya min–max wala sawa na Wasserstein distributionally robust optimization. Waandishi pia wanaeleza kwamba baada ya trajectories mbaya za uzalishaji kuundwa, huingizwa kama ingizo zisizobadilika katika modeli ya mixed-integer na hakuna reformulation rasmi ya Wasserstein inayotumika.

Lengo katika hatua thabiti ni hili:

\[ \min Z^{rob} = C^{1st} + \frac{1}{|N|} \sum_{n\in N}\sigma_n \]

\[ \sigma_n \geq C^{adv}_n \]

Kwa hiyo mbinu inaweza kuelezwa kwa uangalifu zaidi kama upangaji ratiba wa tahadhari wa scenarios unaotegemea kupotosha profaili za kihistoria kuelekea chini. Utafiti haujaonyesha kwamba matokeo yana dhamana zote za kinadharia za robust optimization ya kawaida.

Marekebisho ya rolling horizon ndani ya siku yanafanyaje kazi?

Katika kila saa \(k\), dirisha la kutazama mbele linaundwa kwa vipindi vilivyobaki:

\[ \mathcal{T}_k = \{k,k+1,\ldots,\min(k+H-1,T)\} \]

Hali za kuwasha-kuzima za electrolyzer na SMR zilizoamuliwa siku iliyotangulia huwekwa bila kubadilika. Kiwango halisi cha hifadhi hutumiwa kama hali ya mwanzo na utabiri uliosasishwa wa nishati inayoweza kurejeshwa huingizwa kwenye modeli. Modeli huoptimize dirisha lililobaki, lakini ni uamuzi wa saa ya kwanza pekee unaotekelezwa. Kisha hali ya mfumo husasishwa na dirisha husogezwa mbele kwa saa moja.

Utaratibu huu unafanana na model predictive control. Hata hivyo, utafiti haujataja thamani ya \(H\) ya dirisha la kutazama mbele, jinsi utabiri unavyosasishwa au muda wa hesabu wa kila hatua.

Mtiririko wa kazi kwenye ukurasa wa 18 unaonyesha hatua zipi?

Sehemu ya juu ya Kielelezo 2 inaonyesha mipango ya siku iliyotangulia:

1. Kupokea mahitaji ya hidrojeni, utabiri wa nishati inayoweza kurejeshwa, gharama, uzalishaji na mipaka ya vifaa
2. Kuunda deviations zilizodhibitiwa za nishati inayoweza kurejeshwa kuelekea chini
3. Kutatua modeli thabiti ya MILP ya siku iliyotangulia
4. Kutoa ratiba ya msingi yenye commitments za vifaa, uzalishaji na malengo ya hifadhi

Sehemu ya chini inaonyesha utekelezaji wa ndani ya siku:

1. Kusoma kiwango halisi cha hifadhi na hali ya mfumo
2. Kusasisha utabiri wa muda mfupi wa jua na upepo
3. Suluhisho la MILP la rolling horizon kwa saa zilizobaki
4. Kutumia uamuzi wa saa ya kwanza pekee
5. Kurekodi uzalishaji halisi, hifadhi na hali ya mahitaji
6. Kurudia mchakato hadi mwisho wa siku

Mchoro wa mtiririko unaonyesha kwamba ikiwa suluhisho la kawaida halitoshi, njia ya feasibility inayotegemea adhabu ya ununuzi wa hidrojeni ya nje huanzishwa.

Ni data gani zilitumika katika utafiti wa kesi?

Modeli ilitumika kwa mfumo wa hidrojeni wa refinery wenye uwezo wa kuchakata tani milioni 10 kwa mwaka. Ingizo ziligawanywa katika makundi manne:

• Mahitaji ya hidrojeni ya refinery kwa saa
• Vyanzo vya kawaida vya hidrojeni kama SMR, CCR na PSA
• Profaili za kihistoria za uzalishaji wa photovoltaic na upepo
• Vigezo vya kiufundi, kiuchumi na uzalishaji

Imeelezwa kwamba data zote zilibadilishwa kuwa resolution ya kila saa, mtiririko wa hidrojeni ukaonyeshwa kwa Nm³/saa, nguvu kwa MW, mapengo mafupi ya data yakajazwa kwa interpolation na thamani za uzalishaji wa nishati inayoweza kurejeshwa zilizozidi uwezo wa kimwili zikazuiwa.

Katika Kiambatisho B, profaili za jua na upepo za Wilaya ya Huangdao, Qingdao zinaonyeshwa. Uzalishaji wa jua unaonyesha mifumo dhahiri ya kila siku na ya msimu, huku mfululizo wa upepo ukiwa zaidi katika thamani ndogo na spikes chache kubwa. Hata hivyo, kipindi cha tarehe za data, mtoa data wa hali ya hewa, mbinu ya kipimo au reanalysis na scaling ya installed capacity havijaelezwa.

Je, vigezo vya nambari vimeripotiwa vya kutosha?

Hapana. Sehemu ya 3.4 inaeleza kwamba vigezo kama uwezo wa electrolyzer, mzigo wa chini, mgawo wa ubadilishaji, uwezo wa hifadhi, ufanisi wa kuchaji-kutoa, mipaka ya SMR, ramps, bei ya gesi asilia, bei ya hidrojeni ya nje, emission factors na bei ya kaboni vilitumika. Hata hivyo, majedwali katika viambatisho yanatoa alama na maelezo yake pekee.

Taarifa muhimu zifuatazo hazijatolewa kwa nambari:

• Idadi ya electrolyzers, uwezo wa MW wa kila kitengo na mgawo wa ubadilishaji wa Nm³/MWh
• Idadi ya vitengo vya SMR, mipaka ya chini-juu ya uzalishaji na thamani za ramp
• Kiasi cha hidrojeni cha CCR na PSA
• Thamani halisi za mahitaji ya hidrojeni ya refinery kwa saa zilizotumika
• Uwezo wa hifadhi ya hidrojeni, stock ya mwanzo na mipaka ya mtiririko
• Installed capacity ya nishati inayoweza kurejeshwa
• Bei za kitengo za gesi asilia, umeme unaoweza kurejeshwa na hidrojeni ya kijivu ya nje
• Emission factors za SMR na hidrojeni ya kijivu
• Thamani za adhabu za curtailment, upungufu na utoaji
• Idadi ya scenarios na sampuli za kihistoria
• Mbinu ya kuhesabu margin ya kupotosha trajectory mbaya
• Urefu wa rolling horizon
• Optimization solver iliyotumika, hardware, optimality gap na muda wa solution

Mapungufu haya yanazuia kuhesabu upya kwa kujitegemea matokeo yale yale.

Kwa nini mfumo wa photovoltaic pekee ulitoa matokeo bora?

Vielelezo 3 na 4 kwenye ukurasa wa 21 vinalinganisha muundo wa photovoltaic pekee na muundo wa photovoltaic–upepo uliolinganishwa kwa uwezo. Katika hali za eneo zilizochunguzwa, mfumo mseto ulitoa:

• Gharama kubwa zaidi ya uendeshaji wa kila siku
• Uzalishaji mkubwa zaidi wa CO₂
• Uzalishaji mdogo zaidi wa hidrojeni ya kijani

.

Utafiti unahusisha matokeo haya na rasilimali kubwa ya jua katika eneo, kasi ndogo kiasi za upepo na gharama ya umeme wa upepo. Uwezo wa upepo ulipoongezwa, mtiririko mkuu wa hidrojeni ulibadilika kidogo sana, lakini gharama ya mfumo iliongezeka wakati levelized cost ya umeme wa upepo ilipoongezeka.

Matokeo haya yamewekewa mipaka hasa na hali zifuatazo:

• Rasilimali ya upepo ya kati au ndogo
• Uwezo mdogo wa hifadhi ya hidrojeni
• Unyumbufu mdogo wa electrolyzer
• Kutokuwepo kwa mapato makubwa kutokana na kuuza umeme wa ziada kwenye gridi

Katika maeneo mengine ambako jua na upepo vinakamilishana, muundo mseto unaweza kutoa matokeo bora.

Ni hali zipi za upangaji ratiba zililinganishwa?

Ni matokeo gani makuu ya nambari ya marekebisho ya ndani ya siku?

Matokeo yanaonyesha kwamba usimamizi wa kutokuwa na uhakika wenye gharama ya chini zaidi hauimaanishi daima kuzalisha hidrojeni ya kijani nyingi zaidi. Wakati utabiri wa jua uliposhuka, mfumo ulitumia kwanza hifadhi na unyumbufu wa ndani wa SMR, huku ununuzi wa nje ukibaki kuwa chanzo cha mwisho cha kusawazisha.

Je, gharama ilipungua kabisa ikilinganishwa na mfumo wa kawaida?

Hapana. Ingawa Hali 4 ilipunguza gharama ya kila siku ikilinganishwa na ratiba thabiti ya siku iliyotangulia, katika hali za bei ya chini ya kaboni ni ghali kidogo kuliko Hali 0 ya kawaida. Utafiti unatoa ongezeko la gharama ya kila siku la Hali 4 dhidi ya marejeo ya kawaida kuwa takribani 7,54 elfu CNY.

Tofauti hii ni muhimu:

• Akiba ya 7.241 CNY/siku: Ni uboreshaji unaotolewa na marekebisho ya ndani ya siku dhidi ya ratiba thabiti ya siku iliyotangulia.
• Gharama ya ziada ya 7,54 elfu CNY/siku: Ni tofauti ya gharama ya muundo uliopendekezwa wa kaboni ya chini dhidi ya mfumo wa kawaida wakati bei ya kaboni ni ndogo.

Kwa hiyo, utafiti hauonyeshi kwamba mfumo wenye electrolysis ya nishati inayoweza kurejeshwa ni wa bei nafuu moja kwa moja katika bei zote za kaboni.

Akiba ya hifadhi ilibadilikaje kwa marekebisho ya ndani ya siku?

Kwa mujibu wa Kielelezo 7 kwenye kurasa 24–25, ratiba za stochastic na thabiti za siku iliyotangulia zilidumisha takribani 400 kg ya akiba ya hidrojeni katika sehemu kubwa ya siku. Katika mkakati wa rolling horizon wa ndani ya siku, akiba hii ilishuka hadi takribani 100 kg.

Modeli ya siku iliyotangulia huhifadhi margin kubwa zaidi ya usalama katika hifadhi kwa sababu haijui uzalishaji halisi wa nishati inayoweza kurejeshwa. Kadiri utabiri wa muda mfupi wenye usahihi zaidi unavyopatikana ndani ya siku, sehemu ya akiba iliachiliwa na hifadhi ikaweza kutumika kwa kazi zaidi ili kufidia tofauti za muda mfupi za uzalishaji–mahitaji.

Utafiti unaripoti kwamba kupunguza akiba hakukuharibu feasibility ya modeli. Hata hivyo, katika uendeshaji halisi kiwango cha chini salama cha hifadhi kinapaswa kuamuliwa pamoja na misukosuko ya mchakato, hitilafu za vifaa, hatari ya utoaji wa hidrojeni ya nje na mahitaji ya dharura.

Kwa nini marekebisho ya ndani ya siku si ya ulinganifu?

Kielelezo 8 kwenye ukurasa wa 26 kinaonyesha tofauti kati ya kikomo cha nishati inayoweza kurejeshwa cha siku iliyotangulia, utabiri wa ndani ya siku na uzalishaji halisi. Uzalishaji halisi wa jua ulipokuwa chini ya mpango, uzalishaji wa hidrojeni ya kijani ulipungua moja kwa moja. Lakini ununuzi wa hidrojeni ya nje haukuongezeka kwa kiasi kilekile.

Modeli ilifidia hidrojeni iliyokosekana kwa mpangilio wa vyanzo ulio karibu na huu:

1. Unyumbufu wa hifadhi
2. Uzalishaji wa ziada wa vitengo vya SMR vinavyoendelea kufanya kazi
3. Hidrojeni ya kijivu ya nje wakati unyumbufu wa ndani uliobaki haukutosha

Kwa hiyo kila upungufu wa 1 Nm³ wa hidrojeni sawa katika nishati inayoweza kurejeshwa haukubadilika kuwa ongezeko la 1 Nm³ katika ununuzi wa nje.

Ni nini utaratibu wa kiuchumi wa faida ya gharama?

Kwa marekebisho ya ndani ya siku, gharama ya hidrojeni ya kijivu ya nje ilishuka kutoka 158,77 elfu CNY/siku hadi 64,02 elfu CNY/siku. Adhabu ya curtailment ya nishati inayoweza kurejeshwa ilipungua kutoka 4,97 elfu CNY/siku hadi 0,54 elfu CNY/siku. Kwa upande mwingine, jumla ya gharama inayohusiana na SMR iliongezeka kutoka takribani 1,41 milioni CNY/siku hadi 1,51 milioni CNY/siku.

Kwa mujibu wa mawazo ya utafiti, gharama inayobadilika ya kuzalisha hidrojeni ya ziada kutoka kitengo cha SMR kinachofanya kazi ni ndogo kuliko bei ya kununua hidrojeni ya kijivu ya nje. Kwa hiyo modeli iliongeza uzalishaji wa SMR ili kupunguza ununuzi wa nje.

Takriban marginal cost ya hidrojeni ya kijani imeelezwa hivi:

\[ MC_{green,t} \approx \eta^{el} \left( c^{re} + c^{el,om} \right) \]

Marginal cost ya hidrojeni ya kijivu ya nje ni bei ya ununuzi moja kwa moja:

\[ MC_{gray} = c^{gray} \]

Effective marginal cost ya SMR inayofanya kazi imeelezwa kwa kugawa gharama inayobadilika na gharama ya commitment kwenye uzalishaji wa ziada:

\[ MC^{eff}_{SMR,t} \approx c_{SMR} + \frac{c_{su,t}+c_{sd,t}} {\Delta H_{SMR,t}} \]

Mpangilio huu unategemea bei zilizotumika katika utafiti. Ikiwa bei ya gesi asilia, upatikanaji wa hidrojeni ya nje au gharama ya kaboni itabadilika Türkiye, mpangilio wa vyanzo unaweza pia kubadilika.

Kizingiti cha break-even cha bei ya kaboni kinapaswa kutafsiriwaje?

Kielelezo 11 kwenye ukurasa wa 30 kinaonyesha jinsi tofauti ya gharama kati ya mfumo uliopendekezwa wa kaboni ya chini na usambazaji wa kawaida wa hidrojeni inavyobadilika na bei ya kaboni. Kiwango cha break-even kilichohesabiwa ni takribani:

\[ 628{,}18\ \mathrm{CNY/t\ CO_2} \]

.

Chini ya bei hii, muundo uliopendekezwa unaweza kutoa uzalishaji mdogo na utegemezi mdogo wa hidrojeni ya nje, lakini hubaki ghali zaidi kuliko mfumo wa kawaida. Juu ya kizingiti hiki, akiba inayotokana na gharama ya kaboni hufidia gharama ya ziada ya mfumo wa hidrojeni wa kaboni ya chini.

Kizingiti hiki ni nyeti kwa mawazo yafuatayo:

• Matumizi ya gesi asilia na emission factor ya SMR
• Bei ya hidrojeni ya kijivu ya nje na carbon intensity yake
• Gharama ya umeme wa photovoltaic
• Ufanisi wa electrolyzer na gharama ya uendeshaji
• Gharama ya hifadhi
• Mahitaji ya hidrojeni ya refinery
• Ni scope gani ya uzalishaji inayotozwa bei ya kaboni

Kwa kuwa vigezo hivi havijatolewa kwa nambari, thamani ya 628,18 CNY/t CO₂ haiwezi kuhesabiwa upya kwa kujitegemea.

Sensitivity ya kutokuwa na uhakika ilionyesha nini?

Kwa mujibu wa Kielelezo 12 kwenye ukurasa wa 31, wakati parameter ya kutokuwa na uhakika ilibadilishwa katika modeli thabiti ya siku iliyotangulia, jumla ya gharama ilibadilika kwa 2.848 CNY tu, sawa na takribani asilimia 0,13 ya gharama ya chini zaidi iliyozingatiwa. Matokeo haya yanaonyesha kwamba ndani ya masafa yaliyopimwa, gharama ya siku iliyotangulia haikuwa nyeti kupita kiasi kwa radius ya kutokuwa na uhakika.

Tabaka la ndani ya siku lilijaribiwa kwa makosa ya asilimia 10, asilimia 20 na asilimia 30 katika utabiri wa photovoltaic. Kadiri kosa la utabiri lilivyoongezeka, faida ya gharama ya marekebisho ya ndani ya siku ilipungua, lakini ilibaki chanya dhidi ya ratiba thabiti ya siku iliyotangulia katika viwango vyote vitatu vilivyojaribiwa.

Hata hivyo, haijaelezwa jinsi majaribio yalivyotengenezwa, mgawanyo wa makosa, idadi ya marudio yaliyotumika au confidence intervals za matokeo. Kwa hiyo, sensitivity analysis inaonyesha mwelekeo wa mbinu lakini haitoi ushahidi wa kitakwimu wa uaminifu wa shambani.

Utafiti una umuhimu gani kwa Türkiye?

Türkiye inaweza kutumia kiasi kikubwa cha hidrojeni katika refinery, mitambo ya petrochemical, uzalishaji wa mbolea na miradi ya baadaye ya mafuta ya kaboni ya chini. Utafiti unaonyesha kwamba uwekezaji mpya wa electrolyzer haupaswi kutathminiwa kwa kujitenga na miundombinu iliyopo ya hidrojeni. Thamani halisi ya mfumo ya hidrojeni ya kijani hujitokeza pamoja na vipengele vifuatavyo:

• Kiasi gani mtambo uliopo wa SMR unaweza kufanya kazi kwa unyumbufu
• Profaili ya kila saa ya vyanzo vya bidhaa za pembeni kama CCR na PSA
• Uwezo na kiwango cha mwanzo cha hifadhi ya hidrojeni
• Ulinganifu wa uzalishaji wa jua na upepo na nyakati za mahitaji
• Bei ya kununua hidrojeni ya nje na uaminifu wa utoaji
• Bei ya kaboni au kanuni za kaboni mpakani
• Ufanisi wa electrolyzer kwenye partial load na maisha ya vifaa

Katika baadhi ya maeneo ya refinery Türkiye yenye rasilimali kubwa ya jua lakini upepo mdogo, muundo unaotegemea zaidi photovoltaic unaweza kuwa na mantiki. Lakini katika maeneo ya pwani au yenye rasilimali kubwa ya upepo ambako uzalishaji wa upepo wa usiku hukamilisha jua, matokeo ya PV-only ya utafiti huu yanaweza kutotumika.

Ni nguvu zipi za utafiti?

• Umetazama electrolyzer si kama chanzo kisichobadilika cha hidrojeni ya kijani nje ya refinery, bali kama kitengo cha uzalishaji kinachopangiwa ratiba ndani ya mfumo.
• Umeunganisha SMR, CCR, PSA, hifadhi na ununuzi wa hidrojeni ya nje katika usawa mmoja wa hidrojeni.
• Umejumuisha vikwazo vya kuwasha-kuzima, masafa ya uzalishaji na ramp vya uzalishaji wa SMR katika modeli.
• Umeonyesha uhusiano wa maamuzi ya hifadhi kati ya saa na sharti la stock ya mwisho wa siku.
• Umeunganisha ulinzi wa siku iliyotangulia na urekebishaji wa ndani ya siku katika vipimo tofauti vya muda.
• Umetoa ulinganisho wa strategies za deterministi, stochastic, thabiti ya siku iliyotangulia na thabiti+rolling horizon katika modeli ileile ya kimwili.
• Umechunguza kwa pamoja ununuzi wa hidrojeni ya nje, curtailment, gharama, uzalishaji na mgawanyo wa vyanzo.
• Umeonyesha kwamba uzalishaji wa juu zaidi wa hidrojeni ya kijani si daima matokeo bora zaidi ya jumla ya uendeshaji.
• Umetoa ulinganisho wa miundo ya photovoltaic na photovoltaic–upepo chini ya hali za rasilimali za eneo.
• Umehesabu economic break-even point ya bei ya kaboni.
• Umechunguza sensitivity ya tabaka la ndani ya siku dhidi ya makosa ya utabiri wa photovoltaic.

Ni mipaka gani mikuu ya utafiti?

• Utafiti ni preprint ambayo haijapitia peer review.
• Matokeo yametokana na modeli ya optimization, si utekelezaji wa udhibiti wa refinery wa muda halisi.
• Utambulisho wa refinery ya kesi, muundo wa kina wa mchakato na kipindi halisi cha uendeshaji kilichotumika havijatolewa.
• Thamani za nambari za vigezo vya kiufundi na kiuchumi hazijashirikiwa.
• Ukubwa wa electrolyzer, SMR na hifadhi haujaripotiwa kwa namna inayoweza kurudiwa.
• Mahitaji ya hidrojeni ya kila saa hayajachapishwa kama nambari ghafi.
• Tarehe za data za nishati inayoweza kurejeshwa na mtoa data hazijatajwa.
• Idadi ya scenarios, uwezekano wa scenarios na mbinu ya uteuzi hazijaelezwa vya kutosha.
• Jinsi margins za kupotosha trajectory mbaya zilivyohesabiwa haijaelezwa kwa kina.
• Mbinu inayoitwa thabiti si reformulation rasmi ya min–max au distributionally robust.
• Urefu wa rolling horizon \(H\) haujatolewa.
• MILP solver iliyotumika, hardware ya kompyuta, muda wa solution na optimality gap havijaripotiwa.
• Katika hatua ya ndani ya siku, maamuzi ya kuwasha-kuzima ya electrolyzer na SMR hayawezi kubadilishwa.
• Ufanisi wa electrolyzer umechukuliwa kuwa wa mstari na usiobadilika.
• Aging ya electrolyzer, nishati ya kuanza na gharama ya maisha kutokana na mabadiliko ya mara kwa mara ya mzigo havijawekwa katika modeli.
• Ufanisi wa SMR unaobadilika na mzigo, process steam, usafi na maisha ya vifaa haujaelezwa kwa kina.
• Hakuna vikwazo vya shinikizo la hidrojeni, kiwango cha usafi, compressors au mtandao wa mabomba.
• Vyanzo vya CCR na PSA vimechukuliwa kuwa visivyobadilika kabisa.
• Teknolojia ya hifadhi, shinikizo na gharama ya uwekezaji havijaelezwa.
• Haijaonyeshwa wazi katika jedwali ikiwa vigezo vya upungufu wa hidrojeni na utoaji vilibaki sifuri katika matokeo.
• Milinganyo na maelezo kuhusu scope ya umeme wa gridi hayalingani kikamilifu.
• Kizingiti cha bei ya kaboni kinategemea vigezo vya gharama na uzalishaji ambavyo havijaelezwa.
• Matokeo ya PV-only ni maalum kwa hali za rasilimali na gharama za eneo moja.
• Life-cycle emissions za uzalishaji wa nishati inayoweza kurejeshwa hazikutathminiwa.
• Capital cost za uwekezaji wa electrolyzer, photovoltaic, upepo na hifadhi hazijaonyeshwa wazi katika ulinganisho wa uendeshaji wa kila siku.
• Mbinu haijachunguza kutokuwa na uhakika kwa pamoja kama hitilafu ya mchakato, SMR kutofanya kazi au kukatika kwa utoaji wa hidrojeni ya nje.
• Matokeo ya modeli hayajaripotiwa kwa confidence intervals za kitakwimu.

Ni kutolingana gani kwa kuripoti na uhariri kunakopatikana katika maandishi?

• Kichwa cha asili kwenye ukurasa wa kwanza ni tofauti na kichwa cha kiambatisho cha vielelezo kwenye kurasa 38–44. Katika kiambatisho hicho kuna kichwa “Rolling robust management of multi-source refinery hydrogen supply under photovoltaic uncertainty”.
• Kurasa 38–44 zinaonekana kama faili tofauti ya vielelezo inayorudia vielelezo vilivyokuwa katika sehemu za awali.
• Umeme wa gridi upo katika mlinganyo wa uzalishaji, lakini usawa mkuu wa nguvu inayoweza kurejeshwa hauruhusu matumizi ya gridi.
• Maandishi yameacha dokezo la maandalizi ya uchapishaji linalosema kwamba “ikiwa umeme wa gridi hautumiki, maneno husika yanapaswa kuondolewa”.
• Kuna kauli ya uhariri inayosema kwamba kitengo cha mgawo wa ubadilishaji wa electrolyzer kinapaswa kutolewa katika jedwali la parameters; kitengo hicho kwa kweli hakijatolewa.
• Katika milinganyo ya hifadhi \(\eta^{ch}\) na \(\eta^{dis}\) zimetumika, huku katika jedwali la alama \(\phi^{ch}\) na \(\phi^{dis}\) zikitumika.
• Curtailment ya nishati inayoweza kurejeshwa imefafanuliwa katika maandishi makuu kama \(p^{curt}\), huku katika baadhi ya sehemu za jedwali la alama \(f^{curt}\), inayofanana na notation ya mtiririko wa hidrojeni, ikitumika.
• Ingawa Sehemu ya 3.4 inasema itawasilisha parameter settings za nambari, hakuna jedwali halisi la parameters za nambari.
• Imeelezwa kwamba coefficients za ubadilishaji wa mass–volume zimetolewa katika jedwali la parameters, lakini coefficient kama hiyo haijaripotiwa.

Utafiti unaunga mkono nini?

• Electrolysis ya nishati inayoweza kurejeshwa inaweza kupangiwa ratiba pamoja na vyanzo vilivyopo vya hidrojeni vya refinery kwa kiwango cha kila saa.
• Upangaji ratiba wa tahadhari wa siku iliyotangulia unaweza kuunda mpango wa msingi wa usambazaji dhidi ya hali mbaya za uzalishaji wa nishati inayoweza kurejeshwa.
• Utabiri wa ndani ya siku unaweza kuruhusu baadhi ya akiba za hifadhi zilizotengwa siku iliyotangulia kuachiliwa.
• Hifadhi na unyumbufu wa SMR vinaweza kutumika kabla ya kununua hidrojeni ya kijivu ya nje.
• Chini ya mawazo ya utafiti, marekebisho ya ndani ya siku yalipunguza ununuzi wa hidrojeni ya nje na curtailment ya nishati inayoweza kurejeshwa dhidi ya ratiba thabiti ya siku iliyotangulia.
• Jumla ya uzalishaji wa hidrojeni ya kijani peke yake haitoshi kueleza mafanikio ya kiuchumi ya mfumo.
• Wakati rasilimali ya upepo ya eneo ni ndogo, mchanganyiko wa photovoltaic–upepo unaweza kuwa ghali zaidi kuliko mfumo wa photovoltaic.
• Bei ya kaboni inaweza kubadilisha nafasi ya kiuchumi ya mfumo wa hidrojeni wa kaboni ya chini dhidi ya mfumo wa kawaida.
• Mbinu ya rolling horizon ya ndani ya siku inaweza kudumisha faida ya gharama katika makosa ya wastani ya utabiri wa photovoltaic.

Utafiti hauthibitishi nini?

• Hauhakikishi kwamba mfumo uliopendekezwa utanunua asilimia 59,68 chini ya hidrojeni ya nje katika refinery halisi.
• Hauonyeshi kwamba marekebisho ya ndani ya siku hupunguza uzalishaji wa kaboni hadi kiwango cha chini katika hali zote.
• Hauonyeshi kwamba kupungua kwa asilimia 59,68 kwa ununuzi wa hidrojeni ya kijivu ya nje ni kupungua kwa kiwango kilekile kwa hidrojeni ya mafuta ya kisukuku au CO₂.
• Haithibitishi kwamba uzalishaji mkubwa zaidi wa SMR unaweza kutekelezwa kitaalamu kwa kasi ileile katika kituo halisi.
• Hauonyeshi kwamba electrolyzer itafanya kazi kwa ufanisi na maisha yale yale chini ya mabadiliko ya mara kwa mara ya mzigo.
• Hauthibitishi feasibility ya hifadhi ya hidrojeni chini ya mipaka halisi ya shinikizo, compressor na usalama.
• Hauonyeshi kwamba mfumo wa photovoltaic ni bora kuliko mfumo wenye upepo katika maeneo yote ya refinery.
• Hauonyeshi kwamba kizingiti cha 628,18 CNY/t CO₂ kinatumika kwa nchi au refinery nyingine.
• Hauonyeshi kwamba modeli inaweza kurudiwa kwa kujitegemea ikiwa na parameters zote za kiufundi.
• Uaminifu wa usambazaji wa hidrojeni haujajaribiwa kwa hitilafu za vifaa au dharura.
• Haithibitishi kwamba modeli iliyopendekezwa inaweza kutatuliwa ndani ya muda unaohitajika kwenye hardware ya udhibiti wa viwandani wa muda halisi.
• Haihesabu kipindi cha kurejesha uwekezaji au gharama ya mzunguko wa maisha wa mfumo.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Muhtasari wa mbinu ya kiufundi

Milinganyo ya msingi

Lengo la stochastic lenye gharama inayotarajiwa:

\[ \min Z^{SP} = C^{1st} + \sum_{s\in S}\pi_s C^{2nd}_s \]

Trajectory mbaya ya nishati inayoweza kurejeshwa:

\[ r^{adv}_{t,n} = \min \left\{ \max \left( 0,r_{t,n}-\Delta_t(\epsilon) \right), \bar{r}_t \right\} \]

Lengo la tahadhari linalotegemea data:

\[ \min Z^{rob} = C^{1st} + \frac{1}{|N|} \sum_{n\in N}\sigma_n \]

Usawa wa inventory ya hifadhi:

\[ soc_t = soc_{t-1} + \eta^{ch}f^{ch}_t\Delta t - \frac{f^{dis}_t}{\eta^{dis}}\Delta t \]

Rolling horizon ya ndani ya siku:

\[ \mathcal{T}_k = \{k,k+1,\ldots,\min(k+H-1,T)\} \]

Matokeo makuu ya nambari

Kiwango cha ushahidi wa matokeo

Tafsiri yenye tahadhari zaidi ya utaratibu wa uendeshaji

Matokeo makuu ya utafiti ni kwamba kuongeza uzalishaji wa electrolyzer pekee hakuhakikishi uendeshaji bora wa refinery. Wakati nishati inayoweza kurejeshwa inatokea chini ya ilivyotarajiwa, mafanikio ya mfumo yanategemea gharama za jamaa na mipaka ya kiufundi ya hidrojeni ya kijani, SMR, hifadhi na vyanzo vya hidrojeni ya nje.

Ratiba thabiti ya siku iliyotangulia iliunda akiba kubwa ya hifadhi na mpangilio wa tahadhari zaidi wa usambazaji dhidi ya uwezekano wa uzalishaji mdogo wa nishati inayoweza kurejeshwa. Tabaka la rolling horizon la ndani ya siku liliachilia sehemu ya akiba hii kadiri taarifa mpya zilivyopatikana, likatumia hifadhi kwa kazi zaidi na kuongeza uzalishaji wa ndani wa SMR badala ya hidrojeni ya nje.

Mbinu hii ilipunguza utegemezi wa usambazaji wa nje na curtailment, lakini haikuongeza kiasi cha hidrojeni ya kijani na haikufikia thamani ya juu zaidi ya kupunguza CO₂ katika ulinganisho wote. Kwa hiyo, mbinu hasa huboresha uwiano kati ya gharama, uaminifu wa usambazaji na utegemezi wa usambazaji wa nje; hailengi tu kuongeza uzalishaji wa kijani au kupunguza uzalishaji wa hewa chafu peke yake hadi kiwango cha juu kabisa.

Kazi zinazohitajika kwa uthibitishaji huru

• Kuchapisha kwa nambari parameters zote za kiufundi, kiuchumi na uzalishaji
• Kuweka wazi data ghafi za mahitaji ya hidrojeni kwa saa na data za nishati inayoweza kurejeshwa
• Kueleza kikamilifu algorithm ya kutengeneza scenario na trajectory mbaya
• Uthibitishaji wa out-of-sample katika refinery za ukubwa tofauti na mitandao tofauti ya hidrojeni
• Kuongeza mikunjo halisi ya partial-load na aging ya electrolyzer
• Kuweka katika modeli ufanisi wa SMR, matumizi ya gesi asilia na uzalishaji kama vinavyobadilika na mzigo
• Kuongeza mipaka ya shinikizo la hidrojeni, usafi, compressor na mtandao wa mabomba
• Kuweka katika modeli mahitaji ya uwekezaji, nishati na usalama yanayohusiana na teknolojia maalum ya hifadhi
• Kuongeza hitilafu za SMR au electrolyzer katika uncertainty set
• Kujaribu modeli mbadala inayoruhusu maamuzi ya kuwasha-kuzima ya ndani ya siku kubadilishwa
• Kuripoti solver, muda wa uchakataji na matokeo ya feasibility ya muda halisi
• Pilot ya shadow mode au decision support iliyounganishwa na mfumo wa udhibiti wa refinery
• Kulinganisha mapendekezo ya modeli na maamuzi ya operators pamoja na data halisi za uendeshaji
• Utafiti wa kesi wa ndani kwa gharama za refinery, umeme, gesi asilia na kaboni nchini Türkiye

Maelezo ya Chanzo na Mbinu

Jina kamili la asili la utafiti: Two-Stage Robust scheduling of a multi-source refinery hydrogen system under renewable uncertainty

Waandishi na mpangilio wao sahihi: Ying Chen; Han Lv; Kang Qin

Mchango sawa: Ying Chen na Han Lv

Mwandishi wa mawasiliano: Kang Qin

Anwani ya barua pepe ya mwandishi wa mawasiliano: qinkang.ripp@sinopec.com

Taasisi: SINOPEC Research Institute of Petroleum Processing Co., Ltd., SINOPEC, Beijing 100083, PR China

DOI ya makala:10.2139/ssrn.7199720

Jukwaa la uchapishaji: SSRN

Namba ya rekodi ya SSRN: 7199720

Kiungo rasmi cha chanzo:Rekodi rasmi ya utafiti wa SSRN

Tarehe ya kuchapishwa kwenye SSRN: 29 Julai 2026

Mwaka wa uchapishaji: 2026

Jarida: Hakuna jina la jarida lililopitiwa na wataalamu kwa toleo hili la utafiti.

Aina ya chanzo: Makala ya utafiti ya preprint inayotegemea modeli katika eneo la usimamizi wa hidrojeni ya refinery, kutokuwa na uhakika kwa nishati inayoweza kurejeshwa na mixed-integer scheduling

Hali ya mapitio ya kitaalamu: Imeelezwa wazi katika kila ukurasa wa utafiti kwamba haujapitia peer review.

Ufadhili: Sinopec Research Institute of Petrochemical Technology Fund Project, PR20242373; “Multi-energy Coupling Model for Green Hydrogen Refining and Synergistic Optimization of Green Hydrogen Production-Storage-Transportation-Use”

Mgongano wa maslahi: Hakuna tamko tofauti la mgongano wa maslahi katika utafiti uliopakiwa.

Upatikanaji wa data: Hakuna kiungo cha open data repository kilichotolewa kwa mahitaji ya refinery ya kila saa, data ghafi za nishati inayoweza kurejeshwa, scenarios na parameters za modeli.

Upatikanaji wa code: Hakuna kiungo cha open code cha modeli ya MILP, code ya kutengeneza scenarios au utekelezaji wa rolling horizon.

Programu ya optimization: Lugha ya mathematical programming, solver na toleo lililotumika havijaripotiwa.

Dokezo kuhusu muundo wa hati: Utafiti mkuu unakamilika katika kurasa 37 za kwanza. Kurasa 38–44 zinaonekana kama sehemu tofauti ya vielelezo inayorudia vielelezo vya maandishi makuu. Kichwa cha juu cha sehemu hii ni “Rolling robust management of multi-source refinery hydrogen supply under photovoltaic uncertainty”. Kwa kuwa ukurasa wa kwanza na rekodi rasmi ya SSRN hutumia kichwa tofauti na pana zaidi, “Two-Stage Robust scheduling of a multi-source refinery hydrogen system under renewable uncertainty”, jina hili limehifadhiwa kama kichwa cha asili.

Makala hii ya Kiswahili imeandaliwa baada ya kupitia maandishi yote ya utafiti uliopakiwa, mlinganyo namba 43, majedwali ya alama, michoro ya mfumo na mbinu, ramani za uendeshaji za kila saa, grafu za ugawaji upya wa vyanzo, uchambuzi wa bei ya kaboni na profaili za ziada za nishati inayoweza kurejeshwa. Matokeo ya kisayansi yamehamishwa tu kutoka modeli na matokeo ya kesi yaliyotolewa na utafiti. Vyanzo vya nje vilitumika tu kuthibitisha kichwa cha utafiti, DOI, tarehe ya uchapishaji, jukwaa na utambulisho wa taasisi.

Matokeo yenye nguvu zaidi ya nambari ya utafiti ni kwamba baada ya kuongeza marekebisho ya rolling horizon ya ndani ya siku kwenye ratiba thabiti ya siku iliyotangulia, ununuzi wa hidrojeni ya kijivu ya nje ulipungua kwa asilimia 59,68 na curtailment ya nishati inayoweza kurejeshwa kwa asilimia 89,11. Hata hivyo, mafanikio haya hayakutokana na kuongezeka kwa uzalishaji wa hidrojeni ya kijani, bali na matumizi makubwa zaidi ya uzalishaji wa ndani wa SMR na unyumbufu wa hifadhi.

Tatizo kuu la reproducibility ya utafiti ni kwamba parameters za nambari za kiufundi na kiuchumi zinazoamua matokeo ya modeli hazijachapishwa. Kwa hiyo gharama, kizingiti cha bei ya kaboni na mgawanyo wa hidrojeni haviwezi kuthibitishwa kwa kujitegemea.

Onyo la kisayansi: Utafiti haujatekelezwa kwenye mfumo halisi wa udhibiti wa refinery wala kuthibitishwa kwa closed-loop kwa data za uendeshaji wa shambani. Kupungua kwa ununuzi kwa asilimia 59,68, kupungua kwa curtailment kwa asilimia 89,11, faida ya gharama ya 7.241 CNY/siku na kizingiti cha break-even cha 628,18 CNY/t CO₂ ni matokeo ya modeli yaliyopatikana tu chini ya mawazo yaliyoelezwa katika utafiti lakini ambayo hayajachapishwa yote kwa nambari.