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。
拜登总统的重建更好的议程将加速许多减少甲烷排放的工作。投资议程将使内政部能够启动一项激进的计划,以填补数十万个孤儿石油和天然气井,包括许多仍在排气的甲烷,在全国范围内雇用工会工人。Build Back更好将扩大当前废弃的矿土计划,资助历史补救工作,这将导致甲烷排放巨大的减少,从目前泄漏的,废弃的煤矿减少。这个规模的计划还将吸引成千上万的熟练工人,尤其是在全国能源社区中。最后,投资议程将涡轮增压现有的USDA努力,为农民和牧场主提供更多资源,以利用他们管理的土地和设施减少排放的机会。
迄今为止发现的整个气通路排放的研究都没有,明确包括消费仪表下游的甲烷发射。在英国,使用天然气的国内和非国内消费气系统大约有30-40 m的锅炉和其他设备,而这些设备的维护可能会少于相对较少数量的高吞吐量大型上游公共供应设备。这些设备和消费气体系统(管道,仪表等)的甲烷排放和泄漏似乎不是系统地测量大型样品的原位测量。缺乏数据可能是因为当前系统的甲烷排放在安全性和成本方面可以忽略不计,因此不值得衡量,并且由于数百万消费者的系统中,它太成本高昂且具有侵入性。但是,HSE(HSE,n.d。)估计超过400万的房屋 - 大约1分之一 -
摘要 - 最近的空间开发正在实施几种简单,更便宜的火箭技术。环境问题和政府限制后需要用绿色的推进剂来代替目前的(基于氢津)的有毒推进剂,而绩效的损失最少。过氧化氢是绿色推进剂未来的有前途的候选者,因为其柔韧性和良性性质可以提高简单,成本效益和环保的推进,并具有足够的性能,以替代丝津或其他高性能的有毒螺旋桨。因此,该论文专门用于研究基于过氧化氢的推进剂,以用于未来的太空推进应用。这项工作的主要目的是研究绿色推进剂的燃烧性能。首先,我们讨论了使用NASA CEA代码研究了过氧化氢的使用,空间推进的特性和管理氢的特性和管理的各种组合和过氧化氢的组合物。主要目的是在不同的O/F比为2,4,6,8,10的燃烧温度和特定的脉冲值,以及20、25和30 bar的各种压力室值。为此,已经考虑了两种情况来研究液态甲烷的BI推进剂,并在不同的O/F比和室,喉咙和出口时获得了质量分数变化。分析已经考虑了BI推进剂的所有组成和燃烧产物的比较,以便在适当的O/F比和固定腔室压力下实现最佳效率。可以观察到,过氧化氢的浓度对燃烧性能和由于重量浓度而产生的化学成分作用具有显着影响。得出的结论是,过氧化氢对于研究活动的未来发展很有用。索引术语 - 绿色推进剂;过氧化氢;双胶质剂;液态甲烷;太空推进; CEA分析
摘要:预计电转甲烷 (P2M) 技术将对全球能源行业的未来产生重大影响。尽管相关研究数量不断增加,但其潜在的颠覆性影响尚未得到评估。这可能会对实施 P2M 技术的投资决策产生重大影响。基于为期两年的实证研究,本文重点探讨了 P2M 技术在不同商业环境中的部署潜力。结果在颠覆性的理论框架内进行解释。结论是,P2M 具有独特的属性,因为它具有可再生气体生产、电网平衡以及长期储能与脱碳相结合的特点,代表了重大创新。然而,实证数据表明,最大的 P2M 工厂可以部署在可以从烟气中获取二氧化碳的工业设施中。因此,碳捕获技术相关成本的大幅下降,以及可再生能源生产的进一步增长、脱碳激励措施和监管环境的大力支持,可以在未来发挥 P2M 技术的颠覆潜力。
不可鉴定的可再生能源(VRE)的大型市场渗透,即风和光伏的,可能会因对大规模存储容量的需求增加以及平衡电网平衡的挑战而受到阻碍。已经提出了将废气与可逆的固体氧化细胞系统整合在一起的新型技术,以提供灵活的网格平衡服务。在电解模式下运行的RSOC系统利用VRE的过量功率生成氢(H 2),该氢与源自废气产生甲烷的合成气(CH 4)结合使用(CH 4)。RSOC系统也可以通过氧化合伙们产生电力来在燃料电池模式下运行。本文提出了一个精心设计的案例研究,旨在估算新型RSOC技术在以间歇性可再生能源为主导的未来电力系统中的潜在部署。每小时电网残留负载(即,负载和VRES发电之间的差异)以及2030年意大利南部半岛的低度有机废物和残留物的可用性。结果表明,理论网格的敏感性大约需要过量生产过量的10 h和5 h的5 h tw tw,以确保在2030年产生的市政有机废物的完全处置(6.7吨)(6.7亿),并且可再生CH 4的生产将需要以1.4 - 2.4 mt的范围,以使其范围为1.4 - 2.4 mt。所提出的系统的多功能性是一个附加的值,它可以使其成为技术难题的方便且有效的一部分
图7:空中甲烷成像的概率是甲烷发射尺寸和风速的函数。拟合表明,两次通过后的50%检测概率以每天的风速为4.6 mscf。在三个不同位置使用的数据使用五种不同的泄漏调查器仪器在我们的车队中获取的数据。
摘要:在废水处理厂(WWTPS)进行季节性能源存储的权力对甲烷技术(P2M)部署可能会降落在欧盟国家的决策者的议程上,因为大型WWTP会产生大量的沼气,这些沼气可将其注入具有出色储存能力的天然气网格中。由于局部光伏(PV)最近迅速增加,因此必须探索WWTP在储能中的作用以及实现该电位的条件。本研究将P2M技术的技术经济评估与大型WWTPS季节性储能的商业 /投资吸引力相结合。的发现表明,标准化的1 MW EL P2M技术将与大多数潜在站点配合使用。这符合当前技术准备水平的P2M,但是WWTPS的电力价格上涨和有限的财务资源将降低P2M技术部署的商业吸引力。基于匈牙利案例研究,公共资金,生物甲烷饲料,最小化或补偿的盈余电力采购成本对于实现WWTPS的储能潜力至关重要。
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