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World File Search System水电的
抽水蓄能水电技术创新回顾
美国电力系统正在快速发展，为水电行业带来了机遇和挑战。虽然风能和太阳能等可变可再生能源的不断增加为美国许多地区带来了低成本、清洁能源，但同时也带来了对能够储存能源或快速改变运营方式以确保电网可靠和弹性的资源的需求。水电（包括 PSH）不仅是大量、低成本、可再生能源的供应商，而且是大规模灵活性的来源，也是其他可再生能源发电源的力量倍增器。要发挥这一潜力，需要在多个领域进行创新：了解不断变化的系统条件下水电的价值驱动因素，描述与水电满足系统需求相关的灵活能力和相关权衡，优化水电运营和规划，以及开发使水电能够更灵活运营的创新技术。
氢能的需求和供应潜力...
全球能源趋势表明，能源结构正从含碳的化石燃料转向零碳的可变可再生能源 (vRE)。太阳能光伏 (PV) 和风能是典型的可变可再生能源，由于其成本显著降低以及政府出台了适当的政策（如上网电价和可再生能源组合标准），其发展势头不断增强。太阳能光伏市场的快速增长无疑有助于实现可变可再生能源的显著低成本。然而，可变可再生能源仍有一些负面因素 — — 间歇性、季节性和低容量系数 — — 这些是可变可再生能源份额较小（尤其是在东盟地区）的重要原因。水电是一种比可变可再生能源更好的能源，但由于旱季和雨季之间的水电产量差距很大，其季节性仍然是一个负面因素。早期对生态系统的破坏和水坝造成的损害也加剧了水电的负面形象。
涡轮机、轴承、密封、水坝和水道，以及
水电行业目前正在经历多项技术发展。新技术和实践不断涌现，使水电更加灵活和可持续。最近还开发了新材料来提高性能、耐用性和可靠性；然而，在文献中找不到系统的讨论。因此，本文介绍了用于水电应用的新材料，并讨论了它们的性能、优势和局限性。例如，复合材料可以将钢制设备的重量减轻 50% 至 80%，聚合物和超疏水材料可以将水头损失减少 4% 至 20%，新型轴承材料可以将轴承磨损减少 6%。这些改进决定了更高的效率、更长的使用寿命、减少浪费和维护需求，尽管某些材料的初始成本与传统材料的成本相比尚不具有竞争力。本文根据以下类别描述了新材料：用于涡轮机、水坝和水道、轴承、密封件和海洋水电的新材料。2021 作者。由 Elsevier LTD 代表中国工程院和高等教育出版社有限公司出版。本文为 CC BY-NC-ND 许可下的开放获取文章 ( http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ )。
分离器与非水氧化还原流量电池中的膜的比较
缺乏用于非水电的膜的膜，会限制有机氧化还原流细胞中的细胞容量和循环寿命。使用可溶性，稳定的材料，我们试图比较可使用市售的微孔分离器和离子选择性膜可以实现的最佳性能。我们使用具有证明稳定性的有机物种，以避免由于材料降解而导致的分频和/或细胞失衡而导致的反应能力褪色。我们发现了生命周期和库仑效率之间的权衡：非选择性的分离器的性能更稳定，但具有低库仑效率，而离子选择性膜的效率低，而离子选择性膜可实现高库仑的效率，但会随着时间的推移而经历能力损失。当骑自行车前混合电解质时，库仑效率仍然很高，但是由于细胞不平衡而导致的容量损失，可以通过电解质重新平衡来恢复。这项研究的结果强调了可以通过合适的膜可以实现的非水细胞性能增益的潜力。
联邦能源研发：水力发电
利害关系 水电是第二大可再生能源，在 2020 年前 11 个月提供了美国近 7% 的电力（以及 18% 的无碳电力）。3 抽水蓄能水电占美国电网规模电力存储的 90% 以上，远远超过锂离子电池。4 但是，常规水电和抽水蓄能水电的装机容量已停滞在 100 吉瓦 (GW) 左右，需要创新来推动增长。美国能源部 2016 年水电愿景报告指出，通过升级和现代化现有水电厂、在无动力水坝上安装发电机组以及开发新的小型水电和抽水蓄能技术，可以获得多达 50 GW 的新水电容量。到 2030 年，水力发电的近期增长潜力估计为 9.4 吉瓦，而到 2030 年，新的抽水蓄能水电也可能达到约 16.2 吉瓦。5 美国能源部最近启动了“弹性电力系统水电和水资源创新”（HydroWIRES），以改善传统和抽水蓄能水电对电网的贡献，并规划未来的研究方向。6
生命周期的能源使用和氨气生产的温室气体排放来自可再生资源和工业副产品
化石天然气的蒸汽甲烷改革（SMR）或煤气的气体；这些分别占全球氨产能的72％和22％。1其他用于氨产生的原料包括燃料油（4％）和石脑油（1％）。6氨产量约占全球化石能源使用的2％，每年产生超过4.2亿吨的CO 2，占全球Anthro-Onthro-Pogenic CO 2排放量的1.2％。1,5为了使氨部门脱碳，从可更新的资源和工业副产品产生的替代氨产生途径越来越兴趣。使用当前的技术，可以使用可再生电力作为空气分离和水电的主要能源来产生无碳资源（水和空气）的氨是可行的。5,7，例如，氮肥制造商Yara最近建造的一家商业植物，证明了将可再生用电分解为H 2和O 2，以及Haber - Bosch（HB）反应将H 2和N 2结合起来，以产生低碳氨。8 Morgan等。 对风能氨的生产进行了两项技术经济分析，以证明该过程的经济可行性。 3,78 Morgan等。对风能氨的生产进行了两项技术经济分析，以证明该过程的经济可行性。3,7
2024 届耶鲁能源学者
本案例研究考虑了 2035 年洛基河水电站的可能运营情况。今年，我们假设电网将由 95% 的可再生能源组成。在这种情况下，水电的运营策略（在我们的案例中是抽水蓄能水电）将发生变化。为了预测今年的运营情况，我们考虑了洛基河的环境、水文、财务和社会参数。洛基河水电站于 1929 年首次在康涅狄格州米尔福德建成，位于霍桑托尼克河旁。洛基河是美国建造的第一座抽水蓄能水电站。它将霍桑托尼克河的水抽入 Candlewood 湖，这是一个人工湖，位于河流上方约 200 英尺处。Candlewood 湖周围有许多住宅物业，这些住宅物业将湖泊用于娱乐目的。洛基河由 FirstLight Power 所有，与 FirstLight 在霍桑托尼克河上拥有的另外三座水坝一起运营。随着可再生能源在能源网中的影响力越来越大，Rocky River 等设施必须考虑如何以最佳方式运营以支持更加绿色的未来。
火电-水电-风电-太阳能混合系统日前调度的多阶段稳健优化
摘要 大规模不确定、不可控的风电和太阳能发电的并网给现代电力系统的运行带来了新的挑战。在水资源丰富的电力系统中，具有高运行灵活性的水力发电是提高风电和太阳能发电渗透率的有力工具。本文研究了火电-水电-风电-太阳能发电系统的日前调度。考虑了可再生能源发电的不确定性，包括不确定的自然水流入和风能/太阳能发电量。我们探讨了在多阶段稳健优化 (MRO) 框架下如何利用水力发电的运行灵活性和火电-水电的协调来对冲不确定的风电/太阳能发电。为了解决计算问题，采用混合决策规则将原始多层结构的 MRO 模型改写为双层模型。将列和约束生成 (C&CG) 算法扩展到 MRO 案例中以求解双层模型。所提出的优化方法在三个实际案例中进行了测试。计算结果证明了水力发电能够促进不确定的风能和太阳能发电的适应能力。
国际可再生能源发展杂志
摘要。本研究采用自下而上的建模方法，探索到 2050 年多哥电力结构的未来演变轨迹。目标是研究电力结构的发展以及实现可持续能源和气候变化目标所需的未来投资。使用 OSeMOSYS 开发了三种情景。参考情景名为“一切如常”，密切反映了多哥电力部门在一切如常假设和计划容量增加到 2030 年的情况下的发展情况。第二种情景是到 2050 年实现净零排放，它基于第一种情景，同时遵循威布尔定律确保二氧化碳排放量在 2050 年抵消。第三种情景称为“排放惩罚”，其目标不仅像第二种情景一样整合可再生能源，而且如果实施排放惩罚，其目标也是最低成本的电力结构。成本优化的结果表明，光伏和进口是优于天然气和水电的最佳选择。电力结构中的可再生能源方面在最后一种情景中更加突出。同时，该模型还表明，实现更大程度的能源独立是可以实现的，但代价是电力系统成本暂时上升。到 2030 年，需要投入十倍的投资才能确保现状的延续或战略的转变。
电池成本下降将促进电池储能项目的采用：
• 2023 年，由于原材料价格的放缓和价值链上产量的增加，电池价格创下历史新低 ICRA 预计，到 2030 财年，可再生能源 (RE) 产能（包括大型水电）的发电份额将从目前的不到 25% 增加到全印度发电量的近 40%，这得益于正在进行的大规模产能增加。要实现如此高的可再生能源份额，需要开发储能系统 (ESS) 来管理与风能和太阳能相关的间歇性。目前，储能系统主要由电池储能系统 (BESS) 和抽水蓄能项目 (PSP) 驱动。电池成本最近明显下降令人鼓舞，ICRA 预计将加快采用 BESS 项目。储能系统还在提高电网稳定性、提供辅助支持服务和峰值负荷转移方面发挥着作用。在电力部发布 BESS 项目招标指南通知后，中央节点机构和州配电公用事业公司已经多次招标。这些投标下的电价是固定的，根据可用性和往返效率支付。在评论投标趋势时，ICRA 高级副总裁兼企业评级集团负责人 Girishkumar Kadam 表示：“BESS 投标下的发现电价从 2022 年 8 月印度太阳能公司 (SECI) 首次招标中的 108.4 万卢比/兆瓦/月降至 2024 年 3 月古吉拉特邦最新招标中的 44.9 万卢比/兆瓦/月，降幅超过一半，这反映了电池价格的下降和此类项目竞争力的提高。这些项目的可行性仍然与 BESS 的资本成本挂钩。基于 2023 年平均电池成本约 140 美元/千瓦时以及相关税费和工厂平衡成本，预计资本成本在 220-230 美元/千瓦时之间。”截至 2021 年，过去 10 年电池成本的下降有助于降低全球能源存储和 BESS 项目采用的成本。虽然价格在 2022 年上涨，但在 2023 年跌至历史最低水平，主要是由于原材料价格放缓，而整个价值链的产量都在增加。在 ICRA 看来，更便宜的电池价格是增加 BESS 项目采用的关键。在评论 BESS 项目与 PSP 水电的竞争力时，Kadam 表示：“根据现行的电池成本，使用 BESS 的存储成本估计已从 2022 年的每单位 8.0-9.0 卢比以上降至目前的每单位 6.0-7.0 卢比。然而，与 PSP 水电的每单位 5.0 卢比相比，这仍然相对较高。此外，BESS 项目的寿命相对较短，需要更换资本支出。尽管如此，与 PSP 水电相比，BESS 项目的执行风险和酝酿期仍然相对较低。总体而言，电池价格持续下降