联合国 2030 年可持续发展目标 (UNSDG) 之一是目标 7:“确保地球上 80 亿人口中的每一位都能获得负担得起的清洁能源”。联合国将目标 7 定义为“发展农业、商业、通信、教育、医疗保健和交通运输的关键。缺乏能源会阻碍经济和人类发展。”1 因此,它是大多数其他 UNSDG 的关键和基础。人类历史表明,许多战争都与能源有关,因此,能源获取仍然是地缘政治争端的潜在原因。当化石能源最终过时并被清洁能源取代时,清洁能源可能会消除其中一些冲突。当前可用的能源结构和分布既不清洁,也不是每个人都能获得和负担得起的。 2022 年,全球能源消耗量每年超过 160 000 TWh,其中仍有约 140 000 TWh 依赖煤炭、石油和天然气等保守的化石能源,其余则依赖可再生能源和核能。2† 取决于区域
摘要:中型到大型应用的能源存储是平衡需求和供应周期的重要方面。水力发电与抽水蓄能相结合是一种古老但有效的供需缓冲,它取决于淡水资源的可用性和建造高架水库的能力。本文回顾了水力发电和抽水蓄能的技术可行性及其在世界各地的地理分布。本文还重点介绍了中东和北非 (MENA) 的可用容量以及过去和未来的发展和扩张。本文讨论了阿拉伯联合酋长国 (UAE) 哈塔地区正在进行的一个项目,该项目有一个适合用于抽水蓄能应用的水库。一旦该项目于 2024 年投入使用,预计将每年提供 2.06 TWh 的电力,帮助阿联酋实现到 2030 年能源结构中可再生能源占 25% 的目标。这些结果是通过使用 EnergyPLAN 软件预测利用各种能源资源来应对 2030 年预期约 38 TWh 的需求的效果而获得的。
• Acorn 项目该项目有双重目标,一是从北海甲烷生产氢气(Acorn Hydrogen),然后捕获和储存海上地质构造中的任何碳排放(Acorn CCS)。Acorn 位于苏格兰东北部现有石油和天然气工业附近的战略位置,可以使用传统基础设施、现有的熟练地球科学家和工业知识,以及二氧化碳的主要地质储存 – 30%的储存位于 Acorn 管道 50 公里范围内。Acorn Hydrogen 最初将包括一个 200 兆瓦的氢气生产厂,从 2025 年起每年能够生产约 1.6 TWh 氢气,努力实现苏格兰到 2050 年生产 121 TWh 氢气的潜力。Acorn CCS 的目标是到 2024 年消除圣费格斯天然气终端 30 万吨现有的二氧化碳排放,利用 420 公里的现有海上管道在北海实现 CCS。
摘要 建筑使用了美国 75% 的电力;因此,提高建筑运营的效率和灵活性可以为快速变化的电力系统带来巨大价值。在这里,我们估算了最佳可用建筑效率和灵活性措施对美国本土年度用电量和每小时需求的技术潜在近期和长期影响。到 2030 年,建筑效率和灵活性的共同部署可避免高达 742 TWh 的年度用电量和 181 GW 的每日净峰值负荷,到 2050 年将上升到 800 TWh 和 208 GW;至少 59 GW 和 69 GW 的峰值减排是可调度的。实施效率措施和灵活性措施可降低非高峰负荷增加的可能性,强调了高效建筑中负荷转移的限制。但总体而言,我们发现大量的建筑电网资源可以减少未来对化石燃料发电的需求,同时随着可变可再生能源渗透率的提高而减少对能源储存的依赖。
摘要大楼使用美国电力的75%;因此,提高建筑物运营的效率和灵活性可能会为快速变化的电力系统带来显着价值。在这里,我们估计了最佳利用建筑效率和灵活性措施对年度电量使用以及整个连续美国的每小时需求的技术潜力近期和长期影响。建筑效率和灵活性的共同部署避免了多达742个TWH的年度用电和2030年的每日净峰值负载181 GW,到2050年上升到800 TWH和208 GW;峰值降低至少59吉瓦和69吉瓦是可分配的。与功能齐全的措施一起实施效率措施可以减少降低负载的潜力增加,这突显了有效建筑物中负载转移的限制。总的来说,我们发现了一个大量的建筑物网格资源,可以减少未来的化石构成需求,同时还可以随着可变可再生能源渗透的增加而减少对能量存储的依赖。
到2050年需要多少氢气?根据我们论文中的估计值,https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2020.116348,英国的氢能储能需求的含量约为77.9 terawatt-terawatt-hour(twh),大约是天然气体的总能量的25%。我们研究中包含的气场的总估计存储能力为2661.9 TWH。研究表明,只有几个离岸气田需要存储足够的能量作为氢,以平衡英国国内供暖的整个季节性需求。还表明,由于几乎不需要的字段,氢存储将不会竞争其他低碳地下应用所需的地下空间,例如碳储存或压缩空气储能。我们还进行了全球估计,总结了我们的论文:https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c00845。论文始于第一篇有关地下氢存储(UHS)挑战的权威审查论文,我们协调:https://doi.org/10.1039/d0ee03536j。这是Katriona Edlmann在编译IEA TCP UHS存储技术监测报告https://www.ieahydrogen.org/task/task/task-42-underground-hydrogen-hydrogen--snorgogen/
Axpo Polska 与全球制动解决方案领导者 Brembo 签署了一项长期协议,为该公司位于波兰的工厂提供电力,据今天宣布。根据这项为期 10 年的电力购买协议,Axpo 将从其自有产品组合中供应 1 TWh 绿色能源。瑞士能源集团 Axpo 的子公司 Axpo Polska 已与 Brembo 达成企业电力购买协议 (cPPA),Brembo 是全球领先的高性能制动解决方案设计和制造企业,为领先的汽车、摩托车和商用车制造商提供服务。Axpo 将向 Brembo 位于波兰的工厂提供总计 1 TWh 的绿色电力。Axpo 和 Brembo Poland 之间的合作已达成十年,包括出售原产地保证书,确认使用可再生能源发电。Axpo Polska 起源负责人兼董事会成员 Mateusz Marczewski 表示:“Axpo 与可再生能源生产商的长期合作使我们能够在如此长的时间内从我们的产品组合中向 Brembo 提供电力。我很高兴我们的解决方案能够满足他们的需求。这是我们在波兰合作的一个良好开端。” 在波兰,每 4 台风车和几乎每 10 块太阳能电池板就会产生由 Axpo 采购的能源 Axpo 在可持续解决方案方面引领市场。与波兰公司签订的 PPA 和 cPPA 支持农场,去年这些农场负责生产该国超过 25% 的风能总发电量和近 8% 的太阳能总发电量。在这些协议结束时,Axpo Polska 仍然签订了超过 18 TWh 的 RES 装置能源合同。 Axpo 已在波兰市场存在 20 多年,该公司已成为最大的独立能源销售商和可再生能源采购商之一。Axpo Polska 为超过 35,000 家公司提供服务,实施大型光伏项目,开发能源存储设施以及沼气发电厂。
印尼致力于在 2060 年实现净零排放,这促使政府实施旨在提高能源效率、电力部门可再生资源和交通电气化的短期政策。这项交通电气化政策的必然结果是增加使用包括锂离子电池在内的储能介质。根据 Circular Energy Storage 的数据,锂离子电池的装机容量预计将以 25.45% 的复合年增长率持续上升,到 2030 年达到 10.5 TWh,其中 8.1 TWh 将安装在电动汽车上。到 2030 年,印尼锂离子电池废物处理潜力估计将达到 25 万吨,由于鼓励国内使用电动汽车的政策,这一潜力还将进一步增加。预计到 2040 年,这项政策将需要 20 万吨钴和 130 万吨镍。国内锂资源的缺乏也是发展回收行业以确保电动汽车行业可持续性的一个驱动因素。一项案例研究计算了 2022 年在印度尼西亚销售的锂离子电池供电设备的回收潜力,结果表明,循环经济机会为 49,767,416 美元,二氧化碳排放量减少 7,472 吨。这凸显了让回收行业参与制定支持向净零排放过渡的政策的重要性。
分析了瑞士从化石燃料向可再生能源过渡的技术机遇和经济后果。技术上实现的效率表明,完全电气化可带来最高效的能源系统和最便宜的电力。预计电力需求将几乎翻倍,与 2019 年相比,总体能源成本将增加 20%。然而,在没有任何储备和冗余的情况下,季节性电力储存的技术挑战高达 20 TWh。没有储存的水力发电和光伏发电产生的电力最便宜。未来的核裂变技术,例如熔盐钍面包化反应堆 - 目前仍处于实验阶段 - 可能成为 CO 2 中性连续发电最经济、对环境影响最小的解决方案。大规模增加水力发电的机会有限,将水的使用(9 TWh)从夏季转移到冬季已经是一个巨大的挑战。瑞士的光伏和氢气生产具有提供约 75% 电力的优势,无需季节性储存,因此电力成本明显低于进口氢气或合成碳氢化合物。对于航空和储备来说,最经济的解决方案是将进口的生物油转化为合成煤油,目前已经有大量此类储存。亮点
• 2023 年英国总发电量为 293 TWh,与 2022 年相比下降了 9.9%。这是已发布数据系列中发电量最低的一次。 • 与 2022 年相比,英国四个国家的化石燃料发电量均有所下降。苏格兰 -36%,威尔士 -27%,北爱尔兰 -19%,英格兰 -18%。 • 各国可再生能源发电趋势好坏参半,苏格兰和北爱尔兰的可再生能源发电量减少,但英格兰和威尔士的可再生能源发电量增加。总体而言,英国可再生能源发电总量创下了历史新高。 • 与 2022 年相比,英国核能发电量下降了 14%,为已发布数据系列中的最低值。苏格兰的核能发电量增加了 14%,英格兰的核能发电量减少了 20%,因为那里发生了维护和加油停运。 • 苏格兰的低碳发电份额(可再生能源 + 核能)为 89.6%,英格兰为 57.2%,北爱尔兰为 50.9%,威尔士为 34%。英国低碳发电总量在时间序列中排名第二,为 60.3%。• 发电模式受到来自欧洲创纪录进口量的影响。净进口量总计 23.8 TWh,这是由于互连器之间的价格差异有利。