Abstract Power-to-Gas (P2G) is a technology that converts electricity to gas and is termed gaseous fuel from non-biological origin. It has been mooted as a means of utilising low-cost or otherwise curtailed electricity to produce an advanced transport fuel, whilst facilitating intermittent renewable electricity through grid balancing measures and decentralised storage of electricity. This paper investigates the interaction of a 10MWe P2G facility with an island electricity grid with limited interconnection, through modelling electricity purchase. Three models are tested; 2016 at 25% renewable electricity penetration and 2030 at both 40% and 60% penetration levels. The relationships between electricity bid price, average cost of electricity and run hours were established whilst the levelised cost of energy (LCOE) was evaluated for the gaseous fuel produced. Bidding for electricity above the average marginal cost of generation in the system (€35–50/MWeh) was found to minimise the LCOE in all three scenarios. The frequency of low-cost and high-costs hours, analogous to balancing issues, increased with increasing shares of variable renewable electricity generation. However, basing P2G systems on low-cost (less than €10/MWeh) hours alone (999 h in 2030 at 60% renewable penetration) is not the path to financial optimisation; it is preferential to increase the run hours to a level that amortises the capital expenditure.

中文翻译：

---

电力市场和可再生电力渗透对结合碳捕获和利用的先进电动燃料系统的能源平准化成本的影响

摘要 Power-to-Gas (P2G) 是一种将电转化为气体的技术，被称为非生物来源的气体燃料。它被认为是利用低成本或以其他方式削减的电力来生产先进的运输燃料的一种手段，同时通过电网平衡措施和分散的电力储存促进间歇性可再生电力。本文通过对电力购买进行建模，研究了 10MWe P2G 设施与有限互连的孤岛电网之间的相互作用。测试了三个模型；2016 年可再生电力普及率为 25%，2030 年普及率为 40% 和 60%。电价之间的关系，确定了平均电力成本和运行时间，同时评估了所生产气体燃料的平准化能源成本 (LCOE)。发现在系统中以高于平均边际发电成本（35-50 欧元/兆瓦时）的电力投标可以最大限度地减少所有三种情况下的 LCOE。低成本和高成本小时的频率，类似于平衡问题，随着可变可再生能源发电份额的增加而增加。然而，仅基于低成本（低于 10 欧元/兆瓦时）小时（2030 年 999 小时，可再生能源渗透率为 60%）的 P2G 系统并不是财务优化的途径；最好将运行时间增加到摊销资本支出的水平。发现在系统中以高于平均边际发电成本（35-50 欧元/兆瓦时）的电力竞标可以最大限度地减少所有三种情况下的 LCOE。低成本和高成本小时的频率，类似于平衡问题，随着可变可再生能源发电份额的增加而增加。然而，仅基于低成本（低于 10 欧元/兆瓦时）小时（2030 年 999 小时，可再生能源渗透率为 60%）的 P2G 系统并不是财务优化的途径；最好将运行时间增加到摊销资本支出的水平。发现在系统中以高于平均边际发电成本（35-50 欧元/兆瓦时）的电力投标可以最大限度地减少所有三种情况下的 LCOE。低成本和高成本小时的频率，类似于平衡问题，随着可变可再生能源发电份额的增加而增加。然而，仅基于低成本（低于 10 欧元/兆瓦时）小时（2030 年 999 小时，可再生能源渗透率为 60%）的 P2G 系统并不是财务优化的途径；最好将运行时间增加到摊销资本支出的水平。仅基于低成本（低于 10 欧元/兆瓦时）小时的 P2G 系统（2030 年 999 小时，可再生能源渗透率为 60%）不是财务优化的途径；最好将运行时间增加到摊销资本支出的水平。仅基于低成本（低于 10 欧元/兆瓦时）小时的 P2G 系统（2030 年 999 小时，可再生能源渗透率为 60%）不是财务优化的途径；最好将运行时间增加到摊销资本支出的水平。