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抽水蓄能水电投资模型的开发
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。
储能系统的概念建模
SaltX 技术。SaltX 是一家瑞典公司，开发了一种在盐中化学储存能量的技术。该技术使用纳米涂层盐来储存能量。通过分离盐和水分子，该系统为“热电池”充电。当盐不带电时，它是盐和水的混合物。反应堆将盐加热到 500°C，水蒸发，反应堆为干盐充电（SaltX Technology Holding AB，2018 年）。盐可以在室温下储存很长时间，从一小时到六个月不等。当需要用电时，冷凝器将水加入盐中，将其排出，在化学反应中释放出温度高达 450°C 的蒸汽。蒸汽的势能转化为动能，为蒸汽涡轮机提供动力，从而产生电能。该系统允许长期储能，其中能量含量在整个存储期间保持不变。该技术每吨盐可提供 500-600 kWh 的容量。
储能调峰：
在任何时候，电力的产生量都必须与消耗量相匹配。这种平衡对于任何类型的电网都很重要，以便提供安全稳定的电力供应。如果电网中恒定的能量流不能满足需求，就需要额外的能源。该能源必须能够将其储存的能量输送到电网，以满足需求。今天，当世界正朝着电气化的方向发展以减少对化石燃料的依赖时，能够有效储存能量的设备正成为实现低碳社会的重要组成部分。这意味着在现代能源供应链中，有效储存能量的能力被视为关键组成部分。能量储存可以提供许多基本好处，例如提高能源系统的效率、节约化石燃料和提高电网稳定性（Aneke 和 Wang，2016 年）。电网稳定性意味着电网内的消耗和生产之间存在平衡。简单来说，消耗的能量必须等于产生的能量。当不满足该平等性时，需要对电网进行调整以保持稳定性（Hivepower，2021 年）。可以用来提高稳定性的一种方法就是调峰。调峰是为了消除电力消耗的峰值并平衡电网的负载。（Next Kraftwerke，2022 年）。
储罐热能存储系统
由多个储罐组成的热能存储系统允许实施热跃层控制方法，这可以在放电过程中降低流出温度的下降并增加体积存储密度和利用率。基于提取和混合热阶层控制方法的多坦克系统，使用模拟评估了河流岩石作为储存材料和压缩空气作为热转移流体的模拟。对于绝热条件，模拟显示所有多坦克系统的性能都提高了，并且随着储罐数量的增加，改进的改善。混合方法的性能比提取方法更好。混合方法使用两个储罐的总体积比单坦克系统小的2.15倍提供了5.1％的流出温度下降。在绝热条件下，超过三个坦克无益。使用两个油箱，混合方法的温度下降为5.8％，体积比单坦克系统小的2.5倍。两坦克系统的发射效率为91.3％，而单坦克系统的98.1％。两坦克系统的特定材料成本比单坦克系统的特定材料成本低1.5倍。
利用碳捕获和储存从可持续生物质中生产氢气的潜力
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。
能量储存系统
- 热力学定律。储能系统 (ESS) 有助于我们走向更加绿色和可持续的能源环境。这些系统专为储存电能而设计，可提供多种用途以供日后使用。储能系统 (ESS) 是追求更清洁、更可持续的能源格局的重要组成部分。它们发挥着一系列重要功能，其中主要作用之一是电网平衡。储能系统擅长在需求低迷时期储存多余的能源，并在需求达到峰值时释放，从而维护电网的稳定性和可靠性。这种能力对于适应太阳能和风能等可再生能源的间歇性至关重要。储能系统通过提供稳定可靠的能源供应，有效地将可再生能源无缝整合到电网中，使可再生能源更具成本效益和可靠性。反过来，这种整合在减少我们对化石燃料的依赖和抑制温室气体排放方面发挥着关键作用。储能系统的另一个重要优势是调峰。通过抑制峰值电力需求，这些系统有助于缓解电网压力，减少建造新发电厂的需要，最终降低消费者的能源成本。此外，储能系统在停电期间可作为可靠的备用电源，确保关键系统不间断运行。这一方面对于保护企业、住宅和重要基础设施免受停电造成的破坏至关重要。总之，储能系统 (ESS) 通过解决电网稳定性、促进可再生能源整合、管理峰值负载和满足备用电源要求，在我们向可持续能源未来的过渡中发挥着核心作用，同时有助于减少我们对环境的影响。本传单展示了世界各地正在实施和研究的各种储能系统技术。
电转气用于长期储能
成本下降带来了希望，即电池很快就能管理数小时甚至数天的风能和太阳能间歇性问题。 1 随着可再生能源份额的增长，更大的挑战将是如何平滑数周和数月时间尺度上的可再生能源产出变化。如图 1 中加利福尼亚州的情况所示，风能和太阳能的季节性变化将需要比电池更具成本效益的技术来进行长期储能。迫切的需求似乎来自加利福尼亚州等富裕地区，该州的目标是在 2026 年实现 50% 的可再生能源发电量，在 2030 年实现 60% 的可再生能源发电量。然而，由于发展中国家的电网建设基础较低，可再生能源的高份额会更快到来。一些快速增长的非洲和亚洲国家已经不得不推迟一些可再生能源的发展，因为它们的电网无法处理产出的变化。
电池存储公司Terra One筹集了750万美元，
柏林，2024年4月25日-Terra One，这是一家柏林的初创公司，通过其网格连接大规模电池存储系统为绿色能源提供动力，已筹集了750万美元的种子资金。领导这一轮是PT1，PT1是转型真实资产技术的早期风险投资，并在Neosfer的支持下，Neosfer是Commerzbank的早期投资者。468 Capital是Terra One的第一批支持者，也与N26联合创始人Maximilian Tayenthal，连续企业家Jan Beckers以及Andreessen Horowitz和Hedosophia的侦察资金一起参加了比赛。公司将使用资金来建立其团队，进一步开发其AI电池优化软件并扩展其项目管道。
unit-3 - 能源存储
镍镉系统使用与镍铁系统相同的正极和电解质，并结合金属镉负极。电池反应如表 10.1 所示，其标称开路电压为 1.3 V。从历史上看，电池的发展与镍铁的发展同步，性能相似。镍镉技术因具有高比功率（超过 220 W/kg）、长循环寿命（高达 2000 次循环）、高电气和机械滥用耐受性、宽放电电流范围内电压降小、快速充电能力（18 分钟内约 40% 至 80%）、宽工作温度范围（-40 至 85°C）、低自放电率（<0.5%/天）、由于腐蚀可忽略不计而具有出色的长期储存性能以及多种尺寸设计等优点而取得了巨大的技术进步。然而，镍镉电池也存在一些缺点，包括初始成本高、电池电压相对较低以及镉的致癌性和环境危害。镍镉电池通常可分为两大类，即通风型和密封型。通风型有许多替代品。通风烧结板是较新的发展，具有较高的比能，但价格较贵。它的特点是放电电压曲线平坦，大电流速率和低温性能优越。密封镍镉电池采用特定的电池设计特点，可防止过度充电期间因气体产生而导致电池内压力积聚。因此，该电池无需维护。EV 和 HEV 配置的镍镉电池的主要制造商是 SAFT 和 VARTA。最近采用镍镉电池供电的电动汽车包括克莱斯勒 TE Van、雪铁龙 AX、马自达 Roadster、三菱 EV、标致 106 和雷诺 Clio。