科学文献 [19- 23] 表达了对这些技术的使用及其环境和经济影响的严重担忧。参考文献 [24,25] 表明,新核电技术面临着巨大的经济障碍。Sovacool 等人 [26] 指出:“我们发现,较大规模的国家核电站并不会显著降低碳排放,而可再生能源则会。”Sovacool [27] 还分析了核电的生命周期排放,并得出结论,与风电和太阳能光伏 (PV) 相比,核电更容易受到成本超支和建设风险的影响 [28]。此外,严重后果的事故无法完全避免。福岛灾难引发了日本 100% 可再生能源研究,这对核电在可持续能源系统中的必要性提出了挑战 [29,30]。2022 年法国发生的事件意味着核电面临不可靠的风险:例如干旱和夏季高温期间冷却水供应不足。
可容纳的功率来源在电网管理中是一个关键的Conun鼓,因此,实现可持续的社会技术重新配置的能力严重限制(Sovacool等,2020)。风能和光伏(PV)能量输出在很大程度上是通过环境条件来挖掘的,生产峰不一定与需求和使用行为相匹配。因此,能源存储对于将埃尔吉的交付适应用户的需求至关重要,因为它允许在必要时利用盈余并将其注入网格中,从而避免浪费并减轻分配基础设施的压力(Castillo,Gayme,2014年)。实现功率调整和信号质量控制是使用储能的基本好处。例如,少量的电力生产商具有可累积能源盈余并在销售价格较高时出售它们的利用率,不仅可以平息系统的波动性,还可以提高其经济效率(Diesendorf,Wiedmann,2020年)。此外,众所周知,潜在的财务教授经常是安装小型可再生能源系统的更强大动机之一(Hansen等,2022)。因此,开发工作存储solu
在减轻碳排放的全球举措的背景下,功率电网经历了一个变革性的时期,其标志是可再生能源的整合不断升级(Ijeoma等,2024; Uddin et al。,2018; Christodoulides; Christodoulides et al。,2024)。这种范式转移,同时推动清洁能源的普遍采用,同时向电力系统注入了更大的不确定性(Choi等,2021)。此外,热功率单元的逐渐退役使该系统的灵活性资源紧张(Lin等,2024; Chen,2023)。这在峰值剃须区域(PS)和频率调节(FR)的区域尤为明显,该系统面临前所未有的压力(Rosewater和Ferreira,2016年)。为了有效应对这一挑战,大规模的电池储能系统(BESS)已成为突出的重要技术,是一种枢纽技术,用于强化不断发展的电力基础设施的可靠性和安全性(Parag and Sovacool,2016; Liu等,2019)。在不同的成熟度水平之间,锂离子电池占主导地位,占全球部署的70%以上。LifePo4电池,特别是由于其高能量密度,稳定性和安全特征,在储能电站中广泛使用(Kim等,2015; Orikasa等,2013)。行业基准要求,对于220AH储能电池,在标准PS和FR操作期间,目前的速率不得超过0.5°C,以维护运营完整性(Panda等,2022)。尽管如此,关于此操作方案的缺乏特定分析。必须深入研究系统的实验研究,以剖析
抽象能量对于保护它并改善我们的生活方式是必要的。今天,所有电力的主要生产都是由化石燃料产生的;它是不可再生的,并严重污染了环境。获得清洁和可再生能源对于确保国家发展至关重要。大多数国家的经济基于从化石燃料和可持续生活方式的变化中产生能源。光伏能源以前已被证明是可持续发展和可再生能源的宝贵技术。本文通过使用3D打印来概述太阳能光伏(PV)作为可再生能量,该打印可以通过连续添加材料来从几何表示中创建物理对象。此外,本文概述了3D打印概念及其类型。用于生产PV太阳系的3D打印技术比当前的制造方法低成本。此外,与普通的PV太阳能系统相比,3D打印技术是环保和更高的功效。3D打印的面板需要更多的研发,以使它们能够在更大范围内采用。3D打印被视为一种不仅可以清理可再生能源的链条,还可以降低成本并增强开发过程,这有助于鼓励可再生能源部门蓬勃发展,以便它可以捕获化石燃料。关键词可再生能源;太阳能光伏; 3D打印;可持续发展。1简介可再生能源是姑息空气污染问题和促进可持续发展的影响力(Nugent and Sovacool,2014年)。可再生能源产生电力的最普遍和增长的技术是使用光伏(PV)系统或将阳光转化为适用的电能的太阳系(Parida等,2011; Kouro等,2015; Qi等,2020)。太阳能光伏(PV)能源作为可再生能源技术类型的优势是环保的,而且是无声的
锂被列为缓解气候变化的“关键”或“过渡”矿物,是用于驱动电动汽车 (EV)、电网存储和便携式电子设备的锂离子电池的关键成分,此外还直接用于陶瓷、玻璃和其他产品(Grosjean 等人,2012 年;Gruber 等人,2011 年;Jaskula,2024 年;美国地质调查局,2022 年)。锂是元素金属中最轻的,在电池中阳极和阴极之间传输电荷方面起着重要作用(Sanderson,2023 年;Scheyder,2024 年;Turner,2023 年)。国际能源署 (International Energy Agency) 估计,到 2050 年,锂需求可能会增长 10 倍,这主要归因于电动汽车的快速普及,尽管这一前景可能取决于对从硬岩、盐水和粘土等多种来源开采锂的扩展假设,以及采用潜在替代品的假设,例如钠离子电池或钒流存储技术 (International Energy Agency, 2024, p. 127; Xu et al., 2020)。尽管锂对于通过电气化实现脱碳具有潜在重要性,但研究人员和倡导者对锂对社会和生态造成的不利影响表示了高度担忧,这集中在有关水的争论上 (Babidge 等人,2019 年;Blair 等人,2022 年;Blair、Balc azar 等人,2023 年;Bustos-Gallardo 等人,2021 年;Jerez 等人,2021 年;Kramarz 等人,2021 年;Pollon,2023 年;Sovacool,2021 年)。1 提取锂的方法有很多种,从传统的露天采矿和盐水蒸发到新型的直接锂提取 (DLE) 技术。这些提取方法被认为是锂生命周期中的上游步骤,它们给水和与水相关的社区带来了不同的负担和好处。锂的加工、制造、使用、处置或回收等下游方法对水的影响值得进一步研究(图 1)。本文介绍了锂和水在其生命周期中的初步情况。2 我们考虑上游和下游对水资源数量和质量的影响,包括枯竭和污染。我们采用受土著知识和科学以及综合流域管理批判性观点影响的跨学科“一水”方法,认为对锂生命周期的全面评估必须包括
Nordhaus,2013年)。 尽管首先迹象表明现有系统并未触发大量降低,但许多国家将越来越多的国家作为成功的证据(世界银行,2019年)(Haites,2018)。 将碳定价用作中央缓解工具的论点简单而引人注目:以碳的价格,污染者有一种经济动力立即减少其排放。 价格信号将触发低发或零发射技术(例如可再生能源或绝缘建筑物)的开发和部署。 我们在第2.1节中详细讨论了基本理论。 另一条论证表明,碳定价价值可能有限制。 实现巴黎协议的目标不仅需要减少二氧化碳的排放(CO 2),而且还需要从能源部门大约在本世纪中叶进行完全消除(Hoegh-Guldberg等人,2018年)。 为此,必须对能源系统,流动性和发射碳发射行业进行完整的重新配置。 最有帮助的是,近期排放的削减必须与增强社会快速用其他形式的能源替代所有化石碳排放源的能力保持一致(Patt,Patt,van Vliet,Lilliestam和Pfenninger,2019年)。 完整的脱碳需要零碳技术和系统的开发和部署,直至完全渗透。 这种锁定因经济机制而加剧了诸如降低成本(学习)和增加回报(例如网络效应)之类的经济机制,这使新技术处于竞争性劣势(Unruh,2000)。Nordhaus,2013年)。尽管首先迹象表明现有系统并未触发大量降低,但许多国家将越来越多的国家作为成功的证据(世界银行,2019年)(Haites,2018)。将碳定价用作中央缓解工具的论点简单而引人注目:以碳的价格,污染者有一种经济动力立即减少其排放。价格信号将触发低发或零发射技术(例如可再生能源或绝缘建筑物)的开发和部署。我们在第2.1节中详细讨论了基本理论。另一条论证表明,碳定价价值可能有限制。实现巴黎协议的目标不仅需要减少二氧化碳的排放(CO 2),而且还需要从能源部门大约在本世纪中叶进行完全消除(Hoegh-Guldberg等人,2018年)。为此,必须对能源系统,流动性和发射碳发射行业进行完整的重新配置。最有帮助的是,近期排放的削减必须与增强社会快速用其他形式的能源替代所有化石碳排放源的能力保持一致(Patt,Patt,van Vliet,Lilliestam和Pfenninger,2019年)。完整的脱碳需要零碳技术和系统的开发和部署,直至完全渗透。这种锁定因经济机制而加剧了诸如降低成本(学习)和增加回报(例如网络效应)之类的经济机制,这使新技术处于竞争性劣势(Unruh,2000)。有关技术过渡的文献表明,影响技术变革方向和步伐的因素远远超出了成本的差异:通过其现有的基础设施和机构系统,社会可以“锁定”以使用高碳技术。Spillover effects mean that markets tend to achieve suboptimal levels of innovation, suggesting that state interventions to increase the rate of innovation, including via learning-by-doing, are needed (Arthur, 1989; Bertram et al., 2015; Fremstad, Petach, & Tavani, 2019; Klitkou, Bolwig, Hansen, & Wessberg, 2015; Romer, 1990).因此,除了相对成本以外的其他因素在最初采用和随后的零碳技术扩散中起着重要作用。这意味着即使由于碳价格而导致的相对成本变化,市场行为也可能保持恒定,仅仅是因为存在其他障碍。解决这些其他因素的政策可能在刺激技术过渡到完全中立的技术方面发挥重要作用(Geels,Sovacool,Sovacool,Schwanen和Sorrell,2017; Patt&Lilliestam,2018; Rosenbloom,Rosenbloom,Rosenbloom,Markard,Markard,Geels,Geels,geels&Fuenfschilling,2020年)。简而言之,有关于碳定价在触发气候问题所需的技术变化的有效性的理论论点:基于经济激励和价格信号的简单而直观的论点,要求碳定价作为中央政策工具;基于气候变化目标的细节,再加上技术过渡的机制,这表明碳定价的价值可能受到限制。每当存在矛盾的理论见解时,经验研究至关重要。在这里,我们回顾了经验的同行评审研究,该研究对碳定价政策对技术变革的影响 - 与巴黎协议一致的完全脱碳能源系统的创新和投资。在此中,我们区分不同的效果。碳价格可以触发短期影响,起源于现有资产的运营变化,例如从煤炭到天然气电力的电厂机队内的开关(Vogt-Schilb,Meunier,&Hallegatte,2018年)。这将迅速减少排放,因此剩余的碳预算耗尽较慢,但并不构成必要的技术变化。与完全脱碳的更相关,碳定价可以通过触发对新的低或零碳资产的投资(例如,更有效的飞机或新风电场)的投资,或通过在新的低或零碳技术或零用的私人式或私人式的生产中诱导创新,以促进新的低或零碳技术或零碳技术的创新。在这些方面,技术进步的速度以及降低的变化率,而不是直接发射水平是相关的(Patt,2015; Vogt-Schilb等,2018)。我们表明,碳定价触发技术变化的有效性的经验证据是一方面,另一方面是灰心的。关于前者,令人惊讶的是,很少有经验证明碳定价与技术变革之间的联系。关于后者,少数进行的研究记录了起源于短期运营转移的排放减少,但仅发现对低碳投资和零碳投资和创新的影响很小,如果有任何影响。因此,我们得出的结论是,实际上,经验证据虽然有限,但实际上与碳定价方案在促进巴黎协议所暗示的完全脱碳目标所必需的技术变化方面的有效性相矛盾。
在各种研究中已经对碳足迹的概念进行了广泛的研究和测量。Bellassen和Leguet(2007)的一份报告研究了自愿碳抵消的出现,强调了其在缓解气候变化方面的意义。相比之下,Berg等人。的测量农业来源气态排放的方法强调了考虑农业空气质量各个方面的重要性(Berg等,2006)。诸如西蒙·弗雷泽大学(Simon Fraser University)等组织已经通过计算和减少其碳足迹来实现校园气候中立的举措(Bokowski等,2007)。此外,BP将碳足迹定义为个人或组织产生的温室气体排放总量(BP,2007)。像Brewer这样的研究人员还探索了使用个人环境跟踪器收集和分析碳足迹的方法(Brewer,2008a)。Brown等人已经对大都市碳足迹进行了研究。(2008),强调了减少城市地区排放的必要性。Browne等人所展示的各种政策情况(例如家庭废物管理)也已应用于各种政策情况。(2009)。此外,通过英国标准学院的公开规范2050(BSI,2008年)建立了生命周期温室气体排放标准评估评估。Capoor和Ambrosi(2009)对碳市场进行了分析,从而提供了对行业趋势和状态的见解。参考:Berg,W.,Brunsch,R.,Hellebrand,H。J.和Kern,J.碳计算器,例如由碳中和开发的碳计算器(碳中性碳计算器,2009年)和碳信任(Carbon Trust,2007a)已成为组织衡量其碳足迹的重要工具。(2006)。测量农业建筑,肥料和土壤表面的气态排放的方法。在农业空气质量研讨会上,2006年6月5日至8日,华盛顿特区。Bokowski,G.,White,D.,Pacifico,A.,Talbot,S.,Dubelko,A.,Phipps,A。等。(2007)。朝校园气候中立性:西蒙·弗雷泽大学(Simon Fraser University)的碳足迹。西蒙·弗雷泽大学(Simon Fraser University)。BP(2007)。 什么是碳足迹? 在线可用。 于2007年8月7日访问。 Brewer,R。S.(2008a)。 碳足迹收集和分析的文献综述。 在线可用。 于2009年1月29日访问。 Brewer,R。S.(2008b)。 与个人环境跟踪器的碳公制收集和分析。 在研讨会上。 Ubicomp 2008,2008年9月21日,首尔。 Brown,M。A.,Southworth,F。和Sarzynski,A。 (2008)。 收缩了大都会美国的碳足迹。 华盛顿特区:布鲁金斯学院大都会政策计划。 Brown,M。A.,Southworth,F。和Sarzynski,A。 (2009)。 大都会碳足迹的地理。 政策与社会,27,285–304。谷歌学者Browne,D.,O'Regan,B。,&Moles,R。(2009)。 公共可用规范2050。 。BP(2007)。什么是碳足迹?在线可用。于2007年8月7日访问。Brewer,R。S.(2008a)。碳足迹收集和分析的文献综述。在线可用。于2009年1月29日访问。Brewer,R。S.(2008b)。与个人环境跟踪器的碳公制收集和分析。在研讨会上。Ubicomp 2008,2008年9月21日,首尔。Brown,M。A.,Southworth,F。和Sarzynski,A。 (2008)。 收缩了大都会美国的碳足迹。 华盛顿特区:布鲁金斯学院大都会政策计划。 Brown,M。A.,Southworth,F。和Sarzynski,A。 (2009)。 大都会碳足迹的地理。 政策与社会,27,285–304。谷歌学者Browne,D.,O'Regan,B。,&Moles,R。(2009)。 公共可用规范2050。 。Brown,M。A.,Southworth,F。和Sarzynski,A。(2008)。收缩了大都会美国的碳足迹。华盛顿特区:布鲁金斯学院大都会政策计划。Brown,M。A.,Southworth,F。和Sarzynski,A。 (2009)。 大都会碳足迹的地理。 政策与社会,27,285–304。谷歌学者Browne,D.,O'Regan,B。,&Moles,R。(2009)。 公共可用规范2050。 。Brown,M。A.,Southworth,F。和Sarzynski,A。(2009)。大都会碳足迹的地理。政策与社会,27,285–304。谷歌学者Browne,D.,O'Regan,B。,&Moles,R。(2009)。公共可用规范2050。。使用碳足迹来探索爱尔兰城市地区的替代家庭废物政策情景。资源,保护和回收,54,113–122。评估生命周期商品和服务的温室气体排放的规范。英国标准学院。Capoor,K。和Ambrosi,P。(2009)。碳市场的状态和趋势2009。华盛顿特区:世界银行。Google Scholar碳中性碳计算器(2009)。于2009年12月23日访问。Carbon Trust(2007a)。 碳足迹测量方法,版本1.1。 英国伦敦的碳信托基金。 在线可用。 于2008年2月27日访问。 Carbon Trust(2007b)。 碳足迹。 对组织的介绍。 在线可用。 于2008年5月5日访问。 碳化碳计算器(2009)。 。 于2009年12月21日访问。 CDP(2008)。 2008年碳披露项目报告:全球500,代表385个投资者,资产为57万亿美元。 碳披露项目,在线获得。 于2009年4月4日访问。 CDP(2009)。 碳披露项目报告2009年:全球500、385个投资者,资产总额为57万亿美元,根据碳披露项目。 Chambers等人的一项研究。 (2007)发现卡特里娜飓风对美国墨西哥湾沿岸森林的碳足迹产生了重大影响。 J.,&Kavage,S。(2010)。 。 。Carbon Trust(2007a)。碳足迹测量方法,版本1.1。英国伦敦的碳信托基金。在线可用。于2008年2月27日访问。Carbon Trust(2007b)。碳足迹。对组织的介绍。在线可用。于2008年5月5日访问。碳化碳计算器(2009)。。于2009年12月21日访问。CDP(2008)。 2008年碳披露项目报告:全球500,代表385个投资者,资产为57万亿美元。 碳披露项目,在线获得。 于2009年4月4日访问。 CDP(2009)。 碳披露项目报告2009年:全球500、385个投资者,资产总额为57万亿美元,根据碳披露项目。 Chambers等人的一项研究。 (2007)发现卡特里娜飓风对美国墨西哥湾沿岸森林的碳足迹产生了重大影响。 J.,&Kavage,S。(2010)。 。 。CDP(2008)。2008年碳披露项目报告:全球500,代表385个投资者,资产为57万亿美元。碳披露项目,在线获得。于2009年4月4日访问。CDP(2009)。 碳披露项目报告2009年:全球500、385个投资者,资产总额为57万亿美元,根据碳披露项目。 Chambers等人的一项研究。 (2007)发现卡特里娜飓风对美国墨西哥湾沿岸森林的碳足迹产生了重大影响。 J.,&Kavage,S。(2010)。 。 。CDP(2009)。碳披露项目报告2009年:全球500、385个投资者,资产总额为57万亿美元,根据碳披露项目。Chambers等人的一项研究。 (2007)发现卡特里娜飓风对美国墨西哥湾沿岸森林的碳足迹产生了重大影响。 J.,&Kavage,S。(2010)。 。 。Chambers等人的一项研究。(2007)发现卡特里娜飓风对美国墨西哥湾沿岸森林的碳足迹产生了重大影响。J.,&Kavage,S。(2010)。。。各种组织,例如保护国际和世界野生动植物基金会,已经开发了碳计算器来衡量环境影响。Dada等人,Druckman&Jackson以及Edgar&Peters等作者的研究论文研究了产品,家庭和国家的碳足迹。此外,在各种情况下,来自Energetics,Faostat和Finkbeiner的报告还提供了对碳中立性及其挑战的见解。无碳足迹:通过主动运输促进健康和气候稳定。预防医学,50,S99 – S105。基于生命周期评估,用于估计学术库碳足迹的本地应用。加利福尼亚大学伯克利分校:制造与可持续性实验室。于2009年3月6日访问。全球行动计划(2006年)。英国学校可持续发展委员会的碳足迹范围研究。斯德哥尔摩环境学院:生态 - 洛儿(Eco-Logica)。ltd.Global足迹网络(2007)。生态足迹词汇表。奥克兰:全球足迹网络。 于2008年11月2日访问。好公司(2008年)。 华盛顿温哥华市:2006年和2007年日历年的公司温室气体排放清单。 俄勒冈州:好公司。 Google Scholar Goodall,C。(2007)。 可以减少您的碳足迹既有趣又有利可图? 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Lennox,B.K。Sovacool,N。Stern,J。Strutt,P.V。Sundareshwar,T.C。Chan建筑模拟与能源研究中心/Penn Praxis,自然保护协会,联合国(联合国),UNFCCC(联合国气候变化框架公约),USCCTP(美国碳循环技术计划),USDOE(美国能源部),研究人员E. Velasco,M。Wackernagel和B.P.Weidema等。文章涵盖了诸如碳足迹减少,气候信用,多区域投入输出分析,区域聚合,国家碳足迹会计,二氧化碳通量测量以及人类活动对环境的影响。碳足迹定义对管理元素具有重要意义,这是碳平衡管理上发表的一项研究。来源包括经过同行评审的期刊,例如经济系统研究,自然,医院感染杂志,能源政策,美国水工厂协会,科学,清洁工生产杂志等,以及来自自然保护协会,联合国和美国能源部等组织的报告。碳足迹的概念首先是由Wiedmann和Minx在其2007年的《碳足迹的定义》中引入的。