引言当前石油资源枯竭和环境问题加剧(如全球变暖)造成的可持续发展危机引起了人们对利用微生物细胞工厂将可再生原料转化为燃料、化学品、药物和材料的兴趣[1,2]。现有的用于开发微生物细胞工厂的代谢工程策略大多涉及使用各种组学工具和/或计算建模工具来识别导致新表型或改良表型的基因靶点,然后进行过表达、下调和敲除这些靶基因等基因操作[3,4]。然而,这种理性的设计策略非常耗时,而且并不总是有效,因为识别用于基因操作的基因靶点需要花费很长时间。
在这样的框架下,采取长期投资组合方法的政府可能会决定不使用昂贵、耗能且难看的混凝土建造防洪设施,而是以较低的成本投资于上游植树和下游湿地保护。同样,农民们也非常清楚生物多样性的丧失和蜜蜂种群的枯竭,但可能不太了解土壤质量下降和作物产量下降等负面后果,这导致对化学肥料的依赖增加,蜜蜂死亡增多,从而形成一个加速的恶性循环。人类活动对野生自然区域的侵占也助长了埃博拉和 COVID-19 等人畜共患疾病的传播,给社会、经济和政府带来了巨大的损失。
简要回顾了它们的设计、建模、仿真和优化的现状。还进行了相应的分析。最后,总结了未来的研究和开发趋势。能源数量是决定 HSRES 复杂性以及可持续性和效率的因素之一。大量的能源使系统更加复杂,但同时也提高了可持续性和能源效率。对于家庭来说,这是一种减少(如果不是结束的话)挥之不去的国家能源危机的方法。对于像我们这样的一代人来说,污染也是化石燃料枯竭的主要问题,我们需要找到不同的能源生产方法,将污染降至最低,产生的电力足以应对危机。在 MATLAB simulink R2017a 上完成了基于可再生能源和不可再生能源单元集成的混合动力系统的建模模型以及连接到电网时的仿真。
我们未来的能源系统将以间歇性可再生能源(风能、太阳能)占更大比例为特征,并辅以其他灵活的电力/热能生产形式。能源储存将在提供平衡综合系统中能源供需所需的灵活性方面发挥关键作用。特别是对于长期平衡需求,大规模、集中的地下能源储存是一种有吸引力且具有潜在成本效益的解决方案。它可以为电力、天然气和热能商品提供灵活的批量电力管理服务,并以战略能源储备、能源系统充足性和平衡解决方案的形式为社会提供基本服务,以应对不可避免的季节性变化和其他能源安全挑战。如今,许多这些服务都是通过天然气储存提供的,天然气已经大量(约 130 亿立方米,或 130TWh)安全地储存在荷兰地下的盐洞和枯竭的气田中,以及欧洲许多其他国家的地下盐洞和枯竭的气田中,以平衡日常供需并确保寒冷冬季的供应。然而,随着天然气在荷兰能源系统中的作用逐渐减弱,对以不同形式大规模储存能源的需求日益增长。在本报告中,我们重点介绍了两种地下储能的替代形式:盐穴中的压缩空气储能 (CAES) 和盐穴和枯竭气田中的地下储氢 (UHS)。最近发布的估计 (Van Gessel 等人,2018 年;Gasunie 和 TenneT,2018 年;Berenschot 和 Kalavasta,2020 年) 表明,2050 年荷兰所需的储氢容量范围从低端的个位数 (十亿立方米)(正常天气年份)到高端的数十亿立方米(极端天气年份),可能需要储存和/或转换的剩余电力可能在 20-140TWh 之间。尽管他们明确表示 CAES 和 UHS 等大规模储能技术需要做好部署准备,但它们的技术经济可行性尚未得到证实。因此,在本报告中,我们回顾了这些技术的概念和部署状况,评估了它们的技术性能,并解决了有关这些技术的技术经济可行性的几个悬而未决的问题。压缩空气储能 CAES 是一种电力存储技术。充电时,电能通过压缩空气以机械形式存储,并存储在(通常)盐穴中。放电时,利用压缩空气驱动涡轮膨胀机/涡轮机来再生电能。有两种主要的技术概念,它们主要在如何处理压缩和膨胀过程中空气的温度变化方面有所不同:非绝热 CAES(D-CAES)和高级绝热 CAES(AA-CAES)。在 D-CAES 系统中,压缩空气时产生的热量不会被储存。因此,在发电时必须燃烧外部燃料以加热空气,然后才能驱动涡轮机。传统上使用的是天然气,但其燃烧会导致二氧化碳排放。氢气正成为一种替代品,特别是因为氢气燃烧不会排放二氧化碳,而且可以用可再生电力生产(也不会排放二氧化碳)。全球有两座 CAES 工厂已投入商业运营多年,其中一座位于德国
摘要 孟加拉国正在努力利用各种应用技术利用太阳能发电。迄今为止,总发电量的近 3% 来自各种可再生资源,其中 2% 来自太阳能。自 90 年代中期开始使用太阳能以来,政府和私人组织的合作努力成功地在该国建立了强大的太阳能文化基础,并得到了世界捐助机构的资金支持。事实上,在该国化石燃料即将枯竭、能源需求日益增加以及环境问题日益严重的情况下,以太阳能为主要贡献者的可再生能源共享预期要高得多。本评论文章根据报告的数据和信息,重点分析了当前太阳能发电的现状、与国家愿景和全球太阳能趋势相适应的现有挑战以及潜在措施。
自从 McDonough 和 Braungart (2002) 出版《从摇篮到摇篮:重塑我们的制造方式》以来,人们开始思考如何(重新)设计制造业以创造循环经济 (CE)。建立这些循环经济的核心目标是通过减少、再利用和回收生产、分销和消费过程中的材料,将经济增长与自然资源枯竭和环境退化脱钩 (Hvass 和 Pederson,2019 年;Murray 等人,2017 年)。关键在于从围绕材料和能源的线性流动配置的生产流程转向围绕资源使用和废物残留问题配置的循环或“闭环”系统 (Brydges,2021 年)。这需要从根本上改变产品的设计、生产和消费方式,以便将可持续性、闭环思维和消费后实践置于商业模式的核心 (Hvass 和
当前的主要问题之一是“汽油和柴油价格上涨”。这种情况是由于“化石燃料”的枯竭造成的。这些化石燃料包括煤、天然气和石油等。由于汽油和柴油价格上涨,工程师、科学家和研究人员正在研究/寻找化石燃料的替代品。化石燃料的最佳替代品之一是使用电力。借助电,我们可以驱动车辆。使用电力驱动的车辆被称为电动汽车。这些电动汽车(简称 EV)取代了传统的内燃机(IC 引擎)。对于电动汽车,我们也需要中间充电站,例如传统内燃机的中间汽油/石油加气站。电动汽车的充电主要取决于位置和要求。 EVSE(电动汽车供电设备)在不同国家有所不同,也称为电动汽车充电器的规格和标准。
摘要:目前,用于公共交通的现有公交车需要大量的化石燃料,这就产生了对化石燃料的需求,而化石燃料在自然界中是会枯竭的。在大多数发展中国家,公交车数量庞大,是公共交通的主要方式。为了使公共交通无污染,是时候将现有的公交车升级为使用替代绿色燃料了。与使用化石燃料的公交车相比,这种公交车更高效、更无碳,因为它使用替代能源来驱动公交车。白天,太阳能在太阳能电池板的帮助下为公交车充电,电池在静止或移动时充电。即使在移动过程中,提取的风能也会通过安装在公交车顶部的涡轮机为电池充电。风能输出取决于公交车的速度。
化石燃料的快速枯竭及其对气候的不利影响将导致在不久的将来可再生能源大规模引入系统。这些能源在自然界中储量丰富,但却具有间歇性和变化性。这些能源的产出可能与实时需求不同步。因此,迫切需要大型能源储存来确保系统的可靠性。然而,抽水蓄能项目的概念在印度相对较新。鉴于其性质,几乎所有抽水蓄能项目在规划和设计方面都面临着固有的挑战,因此从概念到调试都需要专业知识、技术诀窍和人力。在印度,只有少数抽水蓄能项目经过设计、调试并成功运行。在这种情况下,精心规划的抽水蓄能项目可以在缓解上述新出现的问题方面发挥重要作用。