ADB 亚洲开发银行 AUD 澳元 CNO 椰子油 CSO 社区服务义务 EPU 能源规划单位 GCF 绿色气候基金 GDP 国内生产总值 GHG 温室气体 GIS 地理信息系统 GoK 基里巴斯政府 IMF 国际货币基金组织 IP 投资计划 IRENA 国际可再生能源机构 ITP ITPower 咨询 KIER 基里巴斯综合能源路线图 KIESP 基里蒂马蒂岛能源行业计划 KOIL 基里巴斯石油公司 KSEC 基里巴斯太阳能公司 LCCA 生命周期成本分析 LCOE 平准化能源成本 LED 发光二极管 MDB 多边开发银行 MFAT 外交贸易部 MFED 财政和经济发展部 MISE 基础设施和可持续能源部 MLPID 莱恩和菲尼克斯群岛发展部 M&E 监测与评估 MW 兆瓦 NDC 国家自主贡献 NTF 国家工作组 OS 选项研究 O&M 运营与维护 PEC 太平洋能源共同体 PPA 购电协议 PUB 公用事业委员会 PV 光伏 RE 可再生能源 RO 反向渗透 SHS 太阳能家庭系统 SOE 国有企业 SREP 扩大可再生能源计划 WB 世界银行
ACEC 非洲清洁能源走廊 AfCFTA 非洲大陆自由贸易区 AfDB 非洲开发银行 AfSEM 非洲单一电力市场 AU 非洲联盟 AU-EU 非洲联盟-欧盟 BMBF 德国联邦教育和研究部 CBAM 碳边境调整机制 CIF 气候投资基金 CO 2 二氧化碳 COP 联合国气候变化大会或《联合国气候变化框架公约》缔约方大会 DFI 发展金融机构 DRC 刚果民主共和国 DRI 直接还原铁 EAPP 东非电力联盟 EC 欧盟委员会 ECDPM 欧洲发展政策管理中心 EGD 欧洲绿色协议 ENTSO-E 欧洲电力传输系统运营商网络 EU 欧盟 GDP 国内生产总值 GOI 印度尼西亚共和国政府 GW 吉瓦 IEA 国际能源署 IFI 国际金融机构 IPG 国际合作伙伴集团 IPP 独立电力生产商 IRENA 国际可再生能源机构 JETP 公平能源转型伙伴关系 LCOE 平准化电力成本 LEAF 利用能源获取融资框架 LIC 低收入国家 LNG 液化天然气 LPG 液化石油气 MASEN 摩洛哥可持续能源机构
本文评估了在澳大利亚偏远岛屿上建设绿色氢能微电网的技术经济可行性。由于地理位置、政府法规或监管困难,无法大规模使用可再生能源的地区可以使用氢能来提供清洁能源。这项研究不仅确定了氢能微电网的合适组件尺寸,还提供了澳大利亚昆士兰州托雷斯海峡星期四岛脱碳的经济视角。由于地理限制,绿色氢气生产系统需要与电网区分开来。这项研究展示了如何以低成本生产、运输和发电。这项研究利用 HOMER 模拟平台进行,以找到成本最低的解决方案。模拟结果表明,与目前的发电成本 0.56 澳元相比,能源平准化成本降低了 0.01 澳元。采用绿色氢能系统将有可能将二氧化碳排放量减少 99.6%,同时确保可再生能源几乎 100% 的渗透率。本研究结果还将为在世界各地类似偏远地区(这些地区有众多偏远能源系统彼此靠近)放置氢基微电网提供指导。© 2022 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)。
执行摘要 4 1. 介绍 9 2. 现有的二氧化碳市场 11 2.1 现有需求 12 2.1.1 现有的二氧化碳需求预测 13 2.2 现有的供应 13 2.2.1 现有的二氧化碳供应预测 14 3. 潜在的未来二氧化碳市场 15 3.1 潜在的未来二氧化碳需求 15 3.1.1 电子燃料、化学品和塑料 15 3.1.2 建筑材料 18 3.1.3 园艺(温室) 18 3.1.4 新兴需求预测 19 3.2 潜在的未来二氧化碳来源 22 3.2.1 点源:化石燃料和工业过程 22 3.2.2 生物源 24 3.2.3 直接空气捕获(DAC) 26 4. 二氧化碳平衡 29 4.1 DAC 二氧化碳需求量与电子煤油需求量 30 5. 直接空气捕获规模扩大 32 5.1 短期:2025 年和 2030 年 32 5.2 长期:2035 年至 2050 年 33 5.2.1 专家观点 34 5.2.2 增长率 34 5.2.3 二氧化碳捕获的平准化成本 38 5.2.4 能源需求 41 6. 二氧化碳利用率(按来源) 44 6.1 基于捕获成本的最佳二氧化碳来源 44 6.2 基于温室气体排放的最佳二氧化碳来源45 6.3 二氧化碳利用的地理、经济和监管考虑因素
石油和天然气等宝贵资源的枯竭以及温室气体排放的增长促使世界各国政府(例如沙特阿拉伯)优先考虑可再生能源。然而,设计和实施此类能源受制于敏感的技术、经济和环境因素。当前的研究旨在依靠多目标优化模型的开发,准确设计由光伏/风力涡轮机/抽水蓄能组成的混合可再生能源系统的每个组件。为了提高模型结果的稳健性,目标包括将水头损失因子纳入模型,将容量因子视为储能设计的主要指标,并进行考虑温室排放信用的技术经济环境评估。开发了三种算法(非支配排序、基于参考方向和双档案进化),并以沙特阿拉伯为例进行了比较分析。结果表明,在混合可再生能源系统中考虑太阳能和风能的组合可以满足高达 93% 的总需求,最大抽水蓄能容量系数为 27%。这种组合比单独使用太阳能或风能(分别为 62% 和 70%)要好得多,抽水蓄能的容量系数为 18%。拟议系统的平准化能源成本在 0.07 至 0.22 美元/千瓦时之间,主要受沙特阿拉伯政府拟议补贴的影响。在环境评估方面,所有拟议系统每年产生的温室气体排放总量在 240 万至 1100 万吨之间。
传统发电厂要求峰值负荷机组具有高可靠性和可调度性,以应对需求突然增加的情况,而基载机组则应不间断地产生恒定的电力。然而,由于自然资源的波动和电力需求的变化,一些可再生能源可能并不可靠。本研究通过设计一个混合可再生能源系统 (HRES) 来解决传统发电厂供需不匹配的问题,该系统包括光伏 (PV) 系统、风力涡轮机、抽水蓄能和生物能源发电厂。HRES 旨在提高高峰时段的可靠性和可调度性,并减少可再生能源损失。提出了一种新颖的运营策略和几种新设计的技术,并开发了考虑技术、经济和环境角度的多目标优化模型。比较所有设计技术,最具竞争力的技术在系统可靠性方面提高了 6%,可再生能源损失减少了 15%,能源平准化成本从 0.22 美元/千瓦时降低到 0.13 美元/千瓦时。此外,最具竞争力的混合系统设计可以高可靠性地满足高达 98.3% 的总电力需求。就环境效益而言,通过考虑本研究,节省的最大温室气体排放量为 2.6 × 10 7 吨。最后,通过考虑可再生能源的技术规格(例如能源可调度性),设计人员可以从利用此类能源中获得更多经济效益。
关于Storelectric-Storeclectric(www.storelectric.com)正在开发传输和分配网格尺度存储。♦创新的绝热压缩空气存储(TES CAE)。我们的500MW,2.5-21GWH的装置的排放零/低排放,运行式为68-70%,往返效率的效率明显低于气体峰值植物的成本,并使用现有的现有设备。♦他们的CCGT CAES技术转换并为气体发电的电站提供新的经济生活,使排放量减少并增加存储收入。解决了整个能源三元素:世界上最具成本效益和可实施的大规模存储技术,将本地生成的可再生能源转变为可调度的电力。有可能将整个非洲大陆的能源需求存储一周以上;全球潜力更大。将来,Storelectric将进一步开发这些和混合技术,以及其他地质的CAES。关于作者马克·霍特(Mark Howitt)是首席技术官,他是Storelectric的创始董事。他领导了Storelectric的技术和运营,最大程度地降低了技术风险,最大化效率和环境友善以及上市速度。他在可能的情况下专注于技术简单的解决方案。他的学位是具有电子产品的物理学。他拥有全球12年的管理和创新咨询经验。在铁路跨国公司中,马克开发了3种盈利和成功的业务:在商业化他在物流和设备大修中创新的非破坏性技术时。在电子制造业中,他开发并介绍了5个产品范围,并帮助2家企业战略性发展。
不同的储能技术具有具有优势技术经济特征的特殊应用。因此,在当前文献中已经分析了商业成熟储能技术的当前和未来储存成本(LCO)。新兴的储能技术(例如长期飞轮)也正在争夺储能市场,但由于有限且可靠的公开可用数据,它们可以捕获哪些应用程序。在这项工作中,我们确定了典型的1 MW安装固定电化学能源存储(铅酸,钠硫酸盐和锂离子电池)和机械能量存储技术(短期持续时间飞行式飞行和长途飞行型飞行)在2020年到2050年的不同应用中使用更新的相关技术参数,该LCO的未来LCO。基于目前的储能成本,锂离子电池在不同的储能应用中产生最低的LCOE,从而证实了不同学术工作的先前前景。与其他存储技术相比,锂离子电池的成本优势由于成本迅速下降而持续上升。在没有锂离子电池的情况下,长时间的飞轮最初为广泛的应用提供了最低的成本,但它们与钠硫硫磺电池面临激烈的竞争。到2040年,硫磺电池的LCO含量低于长期飞轮的LCO。新兴储能技术的促进者和制造商必须找到迅速降低存储成本以确保其在储能市场中的利基市场的方法。
摘要:采用可再生能源发电通常会导致产生过多的电能。在使用时电池充满电后有效利用这些剩余电能有可能最大限度地降低这些混合可再生能源系统的单位发电成本。这项研究提出了一种独立小型水电太阳能光伏 (PV)-电池-飞轮储能 (FESS) 系统的最佳尺寸确定方法,该系统将为尼日利亚夸拉州的三个离网农村地区供电:桑戈塔约、布多乌莫鲁和伊迪伊辛。电力可再生能源混合优化模型 (HOMER) 用于确定具有最低平准化能源成本 (LCOE) 的最佳混合系统配置。有趣的是,HOMER 建模的最佳系统配置(标记为案例 1)是小型水电-太阳能光伏-FESS 转换器,其净现值成本 (NPC) 为 524,940 美元(N1500 兑 1 美元时为 787,410,000 奈拉),LCOE 为 0.23 美元/千瓦时(N345),初始资本成本为 494,752 美元(N742,128,000),由 273 千瓦的 CS6U-330P 太阳能光伏、45 件 fly100 FESS、230 千瓦的 Natel49 小型水力发电机和 144 千瓦的 PrinDRI100 DC/AC 双向逆变器组成。关键词:小型水电系统、太阳能光伏、平准化能源成本、无燃料储能系统、荷马、混合可再生能源系统 [2024 年 2 月 9 日收到;2024 年 9 月 21 日修订;2024 年 9 月 22 日接受] 印刷 ISSN:0189-9546 | 在线 ISSN:2437-2110
缩写 AF - 适应基金 AR6 - 第六次评估报告 ASERT - 加速可持续能源和弹性转型 BESS - 电池储能 BMCs - 借款成员国 CARICOM - 加勒比共同体 CARILEC 加勒比电力公用事业服务公司 CCCCC 加勒比共同体气候变化中心 (CCCCC) CCREEE - 加勒比可再生能源和能源效率中心 CDB - 加勒比开发银行 CDF 加勒比共同体发展基金 COP - 缔约方大会 CREEBC - 加勒比区域能源效率建筑规范 C-SERMS - 加勒比可持续能源路线图和战略 DiMSOG - 灾害管理战略和操作指南 DRE - 分布式可再生能源 EE - 能源效率 ESCO - 能源服务公司 ESG - 环境社会和治理 ESP - 能源部门政策 ESPS - 能源部门政策和战略 ESS - 能源部门战略 EU-CIF - 欧盟-加勒比投资基金 GCF - 绿色气候基金 GDP - 国内生产总值 GE - 地热能GW - 吉瓦 GWh - 吉瓦时 IDB - 美洲开发银行 IDPs - 国际发展伙伴 IEA - 国际能源署 IPCC - 政府间气候变化专门委员会 IPP - 独立电力生产商 IRENA - 国际可再生能源机构 IRRP - 综合资源与恢复力计划 LCOE - 平准化能源成本 MDB - 多边开发银行 MSME - 微型、小型和中型企业 MW - 兆瓦 NDC - 国家自主贡献 NZR - 净零路线图 OCR - 普通资本资源 OECS - 东加勒比国家组织 OIE - 独立评估办公室 OTEC - 海洋热能转换
