该项目由美国能源部(DOE)水力技术办公室(WPTO)资助,并由其Hydrowires倡议提供,并由由Argonne National Laboratory(Argonne)领导的五个DOE国家实验室组成的合作组织。除Argonne外,项目团队成员还包括爱达荷州国家实验室(INL),国家可再生能源实验室(NREL),橡树岭国家实验室(ORNL)和太平洋西北国家实验室(PNNL)。项目团队与Absaroka Energy and Rye Development合作,其提议的抽水储存水电(PSH)项目(由Rye Development和哥本哈根基础设施伙伴通过Absaroka Energy和Goldendale的Banner Mountain),由DOE WPTO通过技术援助(NOTA)流程的通知而选择。对于这两个项目,项目团队进行了各种技术经济研究,以评估其潜在服务和对电网的贡献的价值。建立了一个技术咨询小组(TAG),以向项目团队提供建议和建议。标签包括网格运营组织,公用事业公司拥有和运营PSH工厂,PSH开发人员,设备制造商,咨询公司,行业研究组织,监管机构和其他利益相关者的专家。以下专家以标签成员的身份参加了该项目:
资料来源:数据来自旧金山无家可归者和支持性住房 (HSH) 部门以及 Tipping Point 受助者的月度和季度报告。注:现有和新的永久性支持性住房 (PSH) 安置点均指 HSH 报告的 PSH 计划中成年人 (18 岁及以上) 的安置点。2017 年至 2018 年 6 月之间的 PSH 安置点未按现有或新计划分类,部分原因是 ONE 系统于 2017 年中期推出,并于 2018 年全面实施。代金券/补贴安置点是通过主流代金券和紧急住房代金券 (EHV) 计划安置长期无家可归者。CHI 作为灵活住房补贴池 (Flex Pool) 试点的一部分支持了 50 张主流代金券,这些代金券被归类为“代金券/补贴”安置点。计划数据显示,在 2020 年试点开始之前,有五个 Flex Pool 试点安置点;我们假设这些与试点的主流代金券安置有关。问题解决安置占 HSH 报告的 Homeward Bound 计划安置的 15%。Homeward Bound 并不反映该市更广泛的问题解决活动,但这种估计方法与 HSH 之前对长期无家可归者安置比例的估计一致。成人快速重新安置安置是通过快速重新安置计划对长期无家可归者进行的安置。
如今,美国能源部和其他联邦机构通过水电技术办公室 (WPTO) 和其他办公室在推动水电行业发展方面发挥着关键作用。2021 年 11 月通过的《基础设施投资与就业法案》和 2022 年 8 月通过的《通货膨胀削减法案》为联邦资金带来了根本性转变,其中包括数十亿美元的拨款,水电和 PSH 开发符合条件。这些举措为水电技术带来了前所未有的机遇。WPTO 制作了一套广泛的资源 7,旨在支持水电和 PSH 市场的增长,包括资源分析报告、技术指导文件和交互式工具包。WPTO 还提供了专注于低影响水电、8 网络安全、鱼类通道和其他主题的融资机会。
非 PSH PSH 总量 * >30-50% >50-80% >80-100% >100-120% >120% 用户输入 D 预计住房供应量 (2020) 25,445 598 8 1,580 3,311 3,676 3,788 12,484 28 分配方法 A (2020-2045) 2,388 270 230 486 414 196 187 604 73 预计住房供应量 (2020) 1,017 73 0 191 162 77 118 396 0 分配方法 A (2020-2045) 350 40 34 71 61 29 27 89 11预计房屋供应量 (2020 年) 743 74 0 34 90 125 107 313 21 分配方法 A (2020-2045 年) 446 50 43 91 77 37 35 113 14 预计房屋供应量 (2020 年) 10,057 465 0 1,110 3,916 2,000 721 1,845 67 分配方法 A (2020-2045 年) 5,533 626 532 1,127 960 455 434 1,400 168
将可续签的可用性和需求调整为间歇性的增长。到2035年,过度供应量可能为25%,过剩可再生能源的限制。尽管会有极端的持续时间(例如风干燥长达3周)大多数可再生波动预计将在10 - 50小时内。PSH的理想技术,用于支持该问题的管理。
2019 年 4 月,WPTO 启动了 HydroWIRES 计划 1,旨在了解、支持和改善水电和抽水蓄能水电 (PSH) 对快速发展的美国电力系统的可靠性、弹性和整合的贡献。包括 PSH 在内的水电的独特特性使其非常适合提供一系列存储、发电灵活性和其他电网服务,以支持可变可再生资源的经济高效整合。美国电力系统正在迅速发展,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使美国许多地区实现了低成本、清洁能源,但它也产生了对能够储存能源或快速改变其运营方式以确保可靠和弹性电网的资源的需求。水电(包括 PSH)不仅是大宗、低成本、可再生能源的供应商,也是其他可再生能源发电源的大规模灵活性和力量倍增器。要实现这一潜力,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地运营的创新技术。HydroWIRES 因与美国能源部国家实验室的密切合作而出名。五个国家实验室——阿贡国家实验室、爱达荷国家实验室、国家可再生能源实验室、橡树岭国家实验室和太平洋西北国家实验室——作为一个团队提供战略见解并建立与 HydroWIRES 产品组合以及更广泛的美国能源部和国家实验室工作(如电网现代化计划)之间的联系。HydroWIRES 计划下的研究工作旨在通过开发数据、分析、模型和技术研发来使水电所有者和运营商、独立系统运营商、区域输电组织、监管机构、原始设备制造商和环境组织受益,从而提高他们的能力并为他们的决策提供参考。
可持续性挑战,包括现场影响、生命周期影响和报废处理。Kruger 对全球主要的储能系统电池和 PSH 进行了详细的比较。在原材料成本、土地需求、年度生命周期投资成本和碳排放方面(参考文献 1)。作者获得了市场趋势和战略轨道年度技术论文奖。• 对于电池系统,原材料的提取涉及可持续性问题,以及
在当今电网部署的总存储容量中(不包括抽水蓄能水电 (PSH)),绝大多数都采用锂离子电池,并且不是为了支持 LDES 容量(定义为 10 小时以上的调度)而设计的。作为 10 小时以下系统的主导电化学固定储能解决方案,跟踪锂离子电池指标非常重要,这样才能了解其他具有 LDES 功能的技术(例如压缩空气储能 (CAES)、液流电池和氢气)何时成为经济可行的替代方案。
这项工作由 UT-Battelle, LLC 运营的橡树岭国家实验室撰写,并由能源部水力发电技术办公室的 HydroWIRES 计划提供支持,合同号为 DE-AC05-00OR22725。美国电力系统正在迅速发展,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部署不断增加,使美国许多地区都拥有了低成本的清洁能源,但它也需要能够储存能源或快速改变其运营方式的资源,以确保电网的可靠性和弹性。水电(包括 PSH)不仅是大量低成本可再生能源的供应商,而且是电网规模灵活性的来源,也是其他可再生能源发电源的力量倍增器。要实现这一潜力,需要在多个领域进行创新:将新运营纳入规划和许可决策,预测新的运营和管理 (O&M) 模式和成本以防止意外停电,以及设计新的涡轮机和控制系统,以实现快速响应和频繁爬坡,同时保持高效率。 2019 年 4 月,美国能源部水力技术办公室 (WPTO) 启动了 HydroWIRES 计划 1,旨在了解、支持和改善水电和抽水蓄能水电 (PSH) 对快速发展的美国电力系统的可靠性、弹性和整合的贡献。水电(包括 PSH)的独特特性使其非常适合提供一系列存储、发电灵活性和其他电网服务,以支持可变可再生资源的经济高效整合。HydroWIRES 因与美国能源部国家实验室的密切合作而出名。五个国家实验室——阿贡国家实验室、爱达荷国家实验室、国家可再生能源实验室、橡树岭国家实验室和太平洋西北国家实验室——作为一个团队提供战略见解并建立与 HydroWIRES 产品组合以及美国能源部和国家实验室更广泛的工作(如电网现代化计划)之间的联系。 HydroWIRES 计划下的研究工作旨在通过开发数据、分析、模型和技术研发来提高水电业主和运营商、ISO/RTO、监管机构、原始设备制造商和环保组织的能力并为他们的决策提供参考,从而使他们受益。有关 HydroWIRES 的更多信息,请访问 https://energy.gov/hydrowires