目的 2020 年,美国陆军部(通过美国陆军工程兵团)、美国能源部(通过水力技术办公室)和美国内政部(通过垦务局)签署了《联邦水电谅解备忘录》。备忘录概述了各机构未来合作的愿景,由此产生的《水电计划行动计划》(于 2021 年完成)明确阐述了水电混合动力研究的主题,以改善下游环境结果。本报告是水电混合动力概念的入门读物——将电池储能系统 (BESS) 与水力发电设施配对。它直接或间接地解决了《水电计划行动计划》中列出的所有三个目标。
先进制造和材料 (AMM) 已显示出巨大的潜力,可以促进美国制造业的发展、提高美国的竞争力、恢复制造能力并彻底改变能源行业。然而,水电行业仍然严重依赖传统的制造方法和材料,而 AMM 应用对水电开发的潜在好处仍未得到充分开发。美国能源部 (DOE) 水电技术办公室 (WPTO) 致力于支持现有和未来美国水电的可持续发展,并将 AMM 视为实现其使命的关键机会。该战略的目的是在 WPTO 的使命中建立利益相关者知情的高优先级目标,以便 WPTO 在未来的研究和开发 (R&D) 投资中实现这些目标。
美国能源部(DOE)感谢所有为存储创新(SI)2030行业投入过程做出贡献的利益相关者。附录A中提供了有关参与SI框架和SI飞行路径活动的利益相关者的其他信息。SI活动由Benjamin Shrager(DOE电力办公室)协调,PSH的飞行路径听力是由Vladimir Koritarov(Argonne National Laboratory)促进的,并由Scott Deneale(Oak Ridge National Laboratory)合作。作者还要感谢凯特·法里斯(Kate Faris),惠特尼·贝尔(Whitney Bell)和其他ICF的其他人,因为他们在SI飞行道路上的出色组织聆听课程以及他们为SI活动提供的其他支持。作者Vladimir Koritarov,Argonne National Laboratory
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
美国电力系统正在快速发展,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为美国许多地区带来了低成本、清洁能源,但同时也带来了对能够储存能源或快速改变运营方式以确保电网可靠和弹性的资源的需求。水电(包括 PSH)不仅是大量、低成本、可再生能源的供应商,而且是大规模灵活性的来源,也是其他可再生能源发电源的力量倍增器。要发挥这一潜力,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运营的创新技术。
摘要:碳中和的追求对各个行业都提出了挑战。煤炭行业去产能是当前的主要问题,废弃矿井数量增加是普遍存在的问题。在废弃矿井中建设抽水蓄能电站,可以将间歇性电能转化为有用能源,但其基础理论和关键技术研究亟待解决。废弃矿井抽水蓄能电站建设面临6个关键科学问题,这些问题与中国国情、现有资源结构以及国内外储能技术的现状相关。提出抽水蓄能研究应向智能化、稳定化、绿色化方向发展,建设发展应逐步实现一体化、配套化、协调化。目标是实现废弃矿井PSH的综合、完整、协调发展,完善国家关于PSH的政策,带动产学研共同发展,实现国家设定的碳中和目标。
• 水力涡轮机和涡轮机部件是唯一可以从 USITC 数据中追踪国际交易的水电设备部件。• 2020 年出口总额约为 4000 万美元,比 2019 年增长 14%,但比 2010-2020 年的平均水平低约 36%。• 2020 年进口总额(4390 万美元)比上一年下降 3.5%,比 2010-2020 年的平均水平低 29%。• 2020 年美国对加拿大和墨西哥的出口是近十年来的最低水平,但对印度尼西亚和巴布亚新几内亚等一些“其他亚洲”国家的出口最高。• 加拿大继续是美国涡轮机和涡轮机部件的重要出口国(2020 年占 29%),其次是巴西和几个欧洲国家。
水是人类日常生活和自然资源中最重要的部分。水电是一种重要的可再生能源,既清洁又环保。由于快速的城市化和人口增长,能源需求不断增加。因此,我们没有足够的电力来满足我们的需求的日子并不遥远。为了避免如此黑暗的未来,可持续的水电项目是一个解决方案。但它需要适当的规划和完善的设计来克服挑战。水电站具有巨大的潜力,因为它可以成为发电的最佳解决方案之一。这是一篇评论论文。本研究论文旨在展示水电站水力发电的新兴概念。这将减少目前使用的电网对传统能源的需求。主要动机是通过现场可用的高效和非传统方式发电。