主流媒体中的大多数嗡嗡声都是关于延长手机或笔记本电脑以及其他PDA或混合动力或电动汽车的电池选择的。然而,非常巨大的经济飞跃与大规模存储设备有关,这些设备与能源电网融为一体,以提供电力储存。工业或天然气自从其在巨大的坦克,洞穴或气体计的工业革命中启动以来就已经存储了,而对大规模电力储存的解决方案则更加难以捉摸。使用传统的干细胞电池使用两个由电解质隔开的电极,将需要数千个单独的单个单独的细胞,例如软饮料罐的大小,在大量的安装中将其串在一起,以创建一个有用的大量存储电池,以附加到网格。
天然桥位于弗吉尼亚州列克星敦南部的罗克布里奇县,200 多年来一直为私人所有,自 18 世纪以来一直是热门的旅游目的地。2014 年,该地产被细分;社区公民随后组织起来将该地保留为公共目的地。弗吉尼亚州保护遗产基金 (VCLF) 使用弗吉尼亚州资源管理局的贷款购买了该地产,以保护它。贷款偿还后,部分土地将被捐赠为州立公园;而酒店和洞穴区将由私人合作伙伴保留和管理。2016 年 9 月 24 日,DCR 接管了约 1,500 英亩的土地,天然桥正式宣布为州立公园。它提供了通往桥梁和周围地产的通道,包括雪松溪沿岸的独特环境。
鉴于盐洞中大规模氢存储的障碍,进一步加剧了替代技术的不成熟,本报告的作者认为,与英国在所需时间范围内提供必要的氢存储的能力相关的市场失败风险。简而言之,我们的评估表明,我们将无法随需求加快足够的存储空间 - 这种关键基础设施的交付延迟可能威胁到政府的野心,到2030年,到2030年,到2035年脱碳的电力系统,到2035年,到2035年,我们最终具有法律约束力的Net Zero目标。
氢气对达到净零排放能系统至关重要。它可以在大距离内运输并在长时间内存储,而不是电力。氢用作能源载体,可以在时空中平衡可再生能源的间歇性,因此,为能量系统提供了更高的可再生能源份额。此外,其相对较高的能量密度与低碳足迹结合使用,可以在例如难以蓄积的行业领域和重型运输中进行集中式和偏心化的使用。为能量系统提供平衡机制将需要大规模的存储设施,在地下,使用采矿盐洞穴,耗尽的储层或含水层,在地下上最有效地实现了大规模的存储设施。
绝热与等温CAES 在讨论绝热CAES(例如 Storelectric 所提出的CAES)时,人们经常将其与等温CAES(例如 Lightsail、SustainX 和 General Compression 所提出的CAES)混淆。事实上,这两者有着根本的不同。CAES 压缩空气储能 (CAES) 使用多余或廉价的能源(例如来自电网或可再生能源发电)将空气压缩至高压 – 通常为 70bar。当再次需要能源时,空气被释放来为涡轮机提供动力(或辅助动力),从而再生电能。由于压缩空气的能量密度不高,需要大量的压缩空气,因此使用地质储存;现有的CAES 使用盐穴,这是目前用于大量储存天然气和其他碳氢化合物、危险废物等的众所周知的技术。尽管欧洲近 1/3 的天然气储量都存储在盐穴中,但从未发生过此类盐穴坍塌的情况。盐穴是人工建造的,盐盆地遍布世界各地。传统压缩空气储能系统将空气压缩到 70bar 时,温度会升高到 ~650 o C。但空气不能储存在高于 ~42 o C 的盐穴中,否则盐穴会恶化。因此,传统压缩空气储能系统会将压缩热浪费在冷却塔中。然而,在大致环境温度下从 70bar 膨胀会将空气冷却到 ~-150 o C。这不仅会冻结环境,还会冻结设备,从而毁坏设备,因此需要将热量重新放回去。传统压缩空气储能系统通过燃烧气体来释放膨胀热。Huntorf 和 McIntosh 使用的方法是将压缩空气送入燃气轮机,从而使燃气轮机更节省燃料。但它燃烧的天然气仍是同等规模发电站的 50-60%(McIntosh 为 60-70%),其往返效率(所有能量输出:输入)最多为 50%(Huntorf 为 42%),尽管更现代的设备渴望达到 ~54%。因为膨胀是通过经过特殊改装的涡轮机进行的,所以传统的 CAES 只有固定尺寸的。等温 CAES 等温 CAES(Lightsail、SustainX、General Compression)意识到压缩空气的最有效方式是在恒定的低温下。因此,他们发明了新型压缩机,可在 ~40 o C 时提取热量。然而,这只考虑了半个周期:提取的热量无法在系统内使用,因此被浪费了。这留下了与传统 CAES 相同的膨胀问题,他们声称通过从环境中吸收热量来解决这个问题:温度足够低,(例如)热泵或工业废热可以提供它。但所需的热量之多,将使任何此类清除工作都难以完成,除非是在非常特殊的地点,例如使用冶炼厂的废热。而且,新型膨胀机还不够完善;而新型压缩机也无法最大限度地提高效率、成本效益或可靠性。绝热 CAES 绝热 CAES 在整个压缩和膨胀循环中平衡热量,储存压缩热量以便在膨胀期间重复使用。RWE 已停用的 Adele 提案 https://www.youtube.com/watch?v=K4yJx5yTzO4(2'39” 视频)中展示了其原理,该提案建议将压缩热量储存在布满毛细管的陶瓷存储器中,以通过陶瓷扩散热量。砖块是陶瓷的。这实际上是两个夜间储热加热器,每个加热器都有一座塔楼那么大,它会膨胀和收缩,摩擦成灰尘(从而堵塞任何可以进入的通道)并压碎毛细管,导致非常高的维护成本和频繁的长时间停电以重建存储器。建造和隔热这样的容器成本高昂。 Storelectric www.storelectric.com 开发了其专有的绝热技术,该技术效率高(40MW 时效率约为 62%,500MW 时效率可提高至约 67%),可利用现有技术建造,经济高效,并已获得 Costain、Fortum、西门子和 Mott MacDonald 等众多跨国工程公司的认可。由于它使用“现成的”压缩机和膨胀机,因此非常可靠,几乎可以建造任何配备此类压缩机和膨胀机的规模。
摘要:使用氢作为能源在全球越来越受欢迎。与其他传统能源相比,氢可以有效地生产和利用。然而,氢存储技术难度大,制约了氢能在全球范围内的大规模应用。氢可以以液相形式储存,以化学方式保存和保留在共价或离子化合物中,在气瓶中,在具有大比表面积的材料上,以及在水中活性金属的氧化物中。然而,上述每种储氢方法都有其缺陷和技术难点。含水层、枯竭的天然气和石油储备以及盐穴都是将氢物理地储存在地下的方法和方法的例子。这些地方通常是大规模储氢的地方。如果能够解决这个问题,并克服氢存储的挑战,那么对于整个人类来说将是一个巨大的进步,因为氢是一种非常有前途的未来能源。
近年来,电池存储的成本已大大降低,但是在电动汽车中使用(EV)和部署的面临竞争会受到锂短缺的影响,需要生产最常见的电池类型(Nilsson and Dempsey,2023年)。这是由于需要显着增加部署的需求而加重:为了到2050年达到净零,来自国际能源机构(IEA)的分析表明,每年需要在2023年至2030年之间在全球范围内安装近120吉瓦(GW)的额外电池存储,而在2030年之间,仅在2022年仅安装了11 GW,而在2022年(IEA,20223年)中仅安装了11 GW。长期存储的效率往往不如电池效率低,尽管诸如盐洞中的氢存储之类的选择可以提供弹性并增强能源安全性(Royal Society,2023年)。
摘要:一个多世纪以来,地下地质结构一直被用于储存能源和废弃物。世界各地都在使用枯竭的油气田、盐水层或盐岩或结晶岩中的人工洞穴来储存能源流体,以提供需求缓冲和持续的能源供应。我们的能源系统向清洁、可再生能源系统的转变很可能需要扩大这些地下储存活动,以容纳各种各样的能源产品(例如天然气、氢气、热能或二氧化碳等废弃能源产品),以平衡可再生能源供应固有的间歇性。因此,确保这些地下储存作业的安全性和有效性对于实现备受追捧的可再生能源转型并确保能源安全至关重要。