摘要南非是第12大全球温室气体排放。作为减少排放的全球举措的一部分,该国还通过当事方会议承诺与这一共同目标联盟。严格的零目标已在全球和本地设定;已经意识到,脱碳能源部门不足以达到这些目标(大约46%的温室气体(GHG)排放来自南非的电力部门)。这使得有必要评估其他部门(也称为难以抗化的部门)进行脱碳。已经意识到目前在这些难以浸泡的领域中使用氢,并且将其转化为绿色氢可能会导致大量的温室气体排放降低,并可能进一步帮助全球实现2050年的这些严格的净零目标。此外,俄罗斯 - 乌克兰战争创造的地缘政治加剧了这种情况。由于我们的太阳能和风资源潜力,丰富的土地可用性,用于铂金集团金属的良好资源(用作电动机和燃料电池制造的催化剂)以及用于合成燃料的Fischer Trops技术,南非已被确定为绿色氢及其衍生物的潜在全球出口商。本文讨论了绿色氢和潜在市场途径的概念,为绿色氢而做出的国家发展,电网的考虑以及该国公正过渡的考虑。关键字绿色氢;公正的能量过渡;脱碳;价值链。
氢管道(HPL)是实现氢社会的氢运输系统之一。HPL氢泄漏是一个挑战,因为氢具有较宽的易燃范围和低最小点火能。因此,必须迅速检测到HPL的氢泄漏,应采取适当的动作。泄漏检测对于HPL的安全操作很重要。HPL的基本泄漏检测方法涉及监视传感器的压力和流速值。但是,在某些情况下,很难使用此方法区分非泄漏和泄漏条件。在这项研究中,我们根据压力和流速数据之间的关系,将使用机器学习(ML)的泄漏检测方法重点关注。将基于ML的泄漏检测方法应用于HPL面临两个挑战。首先,在过程设计阶段,ML的操作数据不足。其次,由于泄漏不经常发生,因此很难在氢泄漏过程中获得压力和流速行为。因此,这项研究采用了一种基于使用HPL物理模型模拟的数据,采用了一种无监督的ML方法。首先,构建了HPL(HPL模型)的物理模型,并根据数据
显然,海运业是全球贸易的关键推动因素,也是世界经济不可或缺的一部分,但也越来越明显的是,需要采取紧急行动来应对该行业不断增长的排放。全球向可再生和可持续能源的转变,以限制气候变化的最严重影响,对包括海运业在内的每个行业都是一个挑战。海运每年排放约 9.4 亿吨二氧化碳,2018 年占全球温室气体 (GHG) 排放量的 2.8% [1]。在欧盟层面,海运的二氧化碳排放量在 2018 年超过 1.42 亿吨,2019 年为 1.36 亿吨。这相当于欧盟温室气体总排放量的约 4%。如果不迅速采取缓解措施,这些排放量预计将大幅增加。
核定蛋白的蛋白质自组装偶氮修饰的蜘蛛丝蛋白用于制备具有固定在同一蛋白质涂层上的水凝胶样性能的纳米纤维网络中。在温和的水性环境中形成网络的厚度在2至60 nm之间,仅由蛋白质浓度控制。将蛋白质中的叠氮基团纳入纳米纤维上的短核酸序列,这些核酸序列可用于基于特定杂交的修饰,这是荧光标记的DNA互补证明的。使用脂质修饰符将DNA有效地掺入非辅助Jurkat细胞的膜中。基于核酸的互补性,可以使用可调细胞密度的纳米水凝胶上细胞上高度特异性的DNA辅助固定化。用竞争性寡核苷酸探针证明了DNA细胞到表面锚的可寻址性,从而迅速释放了75-95%的细胞。另外,我们开发了一个任意形状的微孔的基于光刻的图案,该图案在空间上定义了
12 电解产能的近期部署和中长期可行增长率都存在不确定性,这意味着可再生氢供应量与潜在需求之间存在长期差距的风险很大。对于电解产能的大规模推广,这一突破的时间尚不确定,但不太可能在欧洲 2036 年之前和全球 2043 年之前实现。参见 Odenweller, A.、Ueckerdt, F.、Nemet, GF、Jensterle, M. 和 Luderer, G. (2022)。扩大绿色氢供应的概率可行性空间。《自然能源》,7(9),854-865。https://doi.org/10.1038/s41560-022-01097-4
本研究调查了决定欧洲低成本供应氢气能力的四个因素:氢气需求规模、投资大规模氢气储存的可能性、耗氢行业的工艺灵活性以及氢气需求产生的地理区域。通过将成本最小化电力系统投资模型 eNODE 应用于 0 – 2,500 TWh H2 范围内的氢气需求水平,研究了氢气需求对未来欧洲零排放电力系统的影响。研究发现,假设风能和太阳能发电的扩张不会因社会接受度不足而受到阻碍,未来欧洲大部分氢气需求可以通过 VRE 以经济有效的方式满足,成本约为 60 – 70 欧元/兆瓦时 H2(2.0 – 2.3 欧元/千克 H2)。如果将氢气消耗战略性地定位在风能和太阳能发电条件良好且电力需求低的地区,欧洲的氢气成本可降低约 10 欧元/兆瓦时 H2。氢气消耗的完全时间灵活性所带来的成本节约潜力比战略性氢气消耗本地化所带来的成本节约潜力高出 3 倍。随着氢气需求量相对于传统电力需求和可用的 VRE 资源的增加,每公斤氢气的成本增加,灵活性的价值降低。因此,通过为氢气消费者实施效率和灵活性措施以及提高 VRE 的接受度,可以实现低成本氢气。
低碳氢是 2050 年实现净零排放的重要因素。生物质制氢是一种很有前途的生物能源,结合碳捕获和储存 (BECCS) 方案,可以生产低碳氢并产生预计需要的二氧化碳去除 (CDR),以抵消难以减少的排放。在这里,我们设计了一个用于生物质制氢并结合碳捕获和储存的 BECCS 供应链,并以高空间分辨率量化欧洲制氢和 CDR 的技术潜力。我们考虑对粮食安全和生物多样性影响最小的可持续生物质原料,即农业残留物和废弃物。我们发现,这种 BECCS 供应链每年最多可生产 1250 万吨 H 2(目前欧洲每年使用约 10 万吨 H 2)并从大气中每年去除多达 1.33 亿吨 CO 2(占欧洲温室气体排放总量的 3%)。然后,我们进行地理空间分析,量化生物质原料所在地与潜在氢气用户之间的运输距离,发现 20% 的氢气潜力位于难以电气化的行业 25 公里以内。我们得出结论,用于从生物质生产氢气的 BECCS 供应链代表了一个被忽视的近期机会,可以产生二氧化碳去除和低碳氢气。
能源市场正在不断发展,预计能源消费将大幅增加,从而导致生产增加。与此同时,欧盟指令的目标是优先实现无化石燃料发电、减少温室气体排放和到 2050 年实现气候中和,这对北欧目前的电力生产状况构成了挑战。为了管理这些预测,到 2045 年,可再生能源的发电量需要增加三倍。因此,间歇性能源的份额将大幅增加,从而需要更多的能源存储容量、辅助服务和电网平衡。抽水蓄能水电等能源存储系统可以在这一能源市场转型中发挥关键作用。然而,抽水蓄能水电尚未得到充分开发或证明在北欧进行大规模投资是可行的。本文研究了北欧抽水蓄能水电站的可行性和盈利能力。可行性评估是通过基于文献摘要和 PESTLE 框架内的访谈的 SWOT 分析进行的。受访者包括 Fortum 不同领域的专家,他们具备与本文相关的知识。为了评估盈利能力,我们在 MathWork 的 MATLAB 中创建了一个抽水蓄能水电站投资分析工具,重点关注 Fortum 现有的一个抽水蓄能水电站。该投资分析工具是针对几个具有固定运营时间表的案例构建的,时间范围为每周。
山梨县 氢气利用示范合作公司 三浦株式会社 松下 氢气用户 日立功率半导体装置株式会社 超市 山梨县荻野大学 山梨县氢能与燃料电池网络协会
对现有科学文献的比较分析表明,基于陶瓷(Al 2 O 3 、TiO 2 、SiO 2 )及其主轴连接制成的传感器既有优点,也有缺点。采用特殊工艺方法制造的SiO2多孔材料成本高,对SO 2 、CO 2 、CO、NH 3 、CH 4 等有毒气体的灵敏度低,等效逆反应时间<10秒[1]。研究表明,由薄非晶态片状硫属玻璃(As 2 (Se 0.9 Te 0.1 ) 3 、As 2 Se 3 )制成的传感器的灵敏度取决于它们的成分,其惰性极低。主要原因是作为电子过程的体电导率变化发生得相当快[2]。另一方面,硫属化物玻璃传感器(As 4 S 3 和 As-Ge-Te)体积小、成本低、能耗低,灵敏度高 [3]。基于硫属化物 As 4 S 3 和 As-Ge-Te 玻璃薄层的电阻式传感器对丙胺 (C 3 H 7 NH 2 ) 和二氧化氮 (NO 2 ) 介质高度敏感,可成功用于监测这些介质,因为它们具有对湿度的动态响应、高恢复性和可逆性的特点 [3]。硫化物硫系玻璃(例如As-S)的波长主要在0.6~7微米范围内,而含锗(Ge)、硒(Se)、硫(S)和碲(Te)的硫系玻璃(Ge-S、Ge-Se、Ge-As-S、Ge-As-Se、Ge-As-Se)的波长更宽,光学透明度高(2~12微米),可以在相对较宽的温度范围内(200~300℃)作为更有效的光纤材料应用[4.5]。
