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要实现可持续发展的社会，不可避免地需要使用可再生能源来发电。由于其中一些能源（风能、太阳能）对天气的依赖性，必须使用公用事业规模的能源储存。这些波动范围从几分钟（云层飘过）到整个季节（冬季/夏季太阳能可用）。短期储存可以通过电池解决（至少在理论上）。然而，由于可储存能量的数量和某些储存方法的自放电，季节性储存仍然是近期需要解决的挑战。最近，在经典的长期储存技术（如抽水蓄能）中出现了新方法。电池越来越好，自放电更少，能量密度更大；因此，它们可以用于季节性储存，尽管它们不能满足总需求。因此，电转气方法（主要是电转氢，P2H 和电转甲烷，P2M）在储存组合中发挥着越来越大的作用。在这些方法中，多余的电力用于电解水并产生氢气；然后可以将其储存起来并在以后用于回收电力。由于长期储存氢气的技术困难，替代方法（例如电转甲烷或电转氨）也是有吸引力的解决方案。在电转甲烷技术中，可以通过化学或生物化学方法将添加二氧化碳的氢气转化为甲烷。甲烷可以储存起来并在以后用于回收电力。比较P2H和P2M方法，P2H的能量回收率更高，但无损储存和回收需要特殊设备。相比之下，对于P2M（即生产的甲烷SNG，即合成天然气），可以利用现有的储气设施进行储存，并通过现有的成熟方法（例如燃气发动机）进行回收。虽然电力回收与二氧化碳排放有关，但排放量与用于合成的二氧化碳相等；因此，该技术也可以被视为无碳技术。氢气转化为甲烷有两种成熟的方法：化学方法和生物化学方法。化学方法（即所谓的 Sabatier 反应）快速高效，但它是一种高压高温反应，需要在特殊设备中进行；此外，它可能需要难以获取的金属进行催化。尽管有时速度较慢，但生物化学法是一种利用微生物的低温低压方法；有些微生物甚至可以在沼气设施中找到。生物化学法的另一个优势是它可用于 CH 4 /CO 2 混合物，即它可以将沼气浓缩为 SNG。本期特刊专门介绍生物化学电转甲烷技术。P2M 技术现在即将全面投入工业使用；因此，专门介绍这种方法的特刊非常及时。本文涵盖的主题范围从基础生化研究到各种存储方法的比较，再到完整的能源存储解决方案。能源结构中依赖天气的可再生能源所占比例不断增加，迫使研究人员寻找新的能源存储解决方案，以满足时间平衡的需求。Sterner 和 Spechts [ 1 ] 在他们的论文中描述了 30 年的发展历史，这导致了“电转一切”（包括电转甲烷和其他电转燃料）技术的出现。
利用甲烷发电技术进行季节性储能
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