摘要 工业脱碳是欧盟实现 2050 年气候中和目标的瓶颈。用低碳电力取代化石燃料是这一挑战的核心;然而,各种工业过程的总体电气化潜力和由此产生的全系统二氧化碳减排量尚不清楚。在这里,我们展示了对 11 个工业部门(占欧洲工业二氧化碳排放量的 92%)能源使用情况的全面自下而上的分析结果,并分三个阶段估算了工业电气化的技术潜力。78% 的能源需求可以通过既有技术实现电气化,而 99% 的电气化可以通过添加目前正在开发的技术实现。如此深度电气化已经基于当今电力的碳强度(∼ 300 gCO2 kWh el −1)减少了二氧化碳排放。随着电力行业脱碳程度的不断提高(IEA:2050 年为 12 gCO 2 kWh el − 1),电气化可以减少 78% 的二氧化碳排放量,几乎完全减少与能源相关的二氧化碳排放量,从而将工业瓶颈降低到仅残留工艺排放。尽管直接电气化具有脱碳潜力,但其在工业中的应用程度仍不确定,并且取决于与其他低碳选项相比电气技术的相对成本。
摘要:人们对全球温室气体排放的日益关注促使电力系统利用清洁高效的资源。与此同时,可再生能源在全球能源前景中发挥着至关重要的作用。然而,这些资源的随机性增加了对储能系统的需求。另一方面,由于多能源系统比单一能源系统效率更高,因此开发基于不同类型能源载体的此类系统对公用事业公司来说更具吸引力。因此,本文对多载体微电网 (MCMG) 在存在高效技术(包括压缩空气储能 (CAES) 和电转气 (P2G) 系统)的情况下的运行进行了多目标评估。该模型的目标是最大限度地降低运营成本和环境污染。除了充电和放电模式外,CAES 还具有简单循环模式操作,从而为系统提供更大的灵活性。此外,该模型还采用了需求响应程序来缓解峰值。所提出的系统参与电力和天然气市场以满足能源需求。采用加权和方法和基于模糊的决策来折中冲突目标函数的最优解。在样本系统上检验了多目标模型,并讨论了不同情况下的结果。结果表明,耦合 CAES 和 P2G 系统可减轻风电弃风,并将成本和污染分别降至 14.2% 和 9.6%。
可再生氢能和电转X 可再生氢能 (RH2) 1 和电转X (PtX) 2 在全球能源转型中至关重要,因为它们可以使钢铁、水泥、航空和运输行业脱碳,同时解决可再生能源存储挑战。自 2019 年中期以来,GFA 与国际开发银行、GIZ 和海湾合作委员会国家 (GCC) 合作,在 RH2/PtX 开发方面处于领先地位。如下面概述的参考项目所示,我们协助政府创造支持性的监管、法律和政策环境,正如约旦、尼日利亚、南非和越南已经展示的那样。我们的服务包括 RH2/PtX 项目的政策调整、市场评估、可扩展性建议、影响评估、融资解决方案、采购流程和基础设施开发。
利用可再生能源电解产生的氢气是化石燃料产生的高排放氢气的有前途的替代品。低排放氢气有可能减少许多工业领域的碳排放,例如化肥、交通运输和铁行业。尽管如此,低排放氢气的快速普及却因其高昂的生产成本而受到阻碍。为了降低电转氢系统的成本,行业必须实施最佳规模和生产策略。电解器的功率、储罐、电池容量和生产计划必须完美匹配氢气需求和电力供应。本论文开发了一种基于非线性优化模型的方法来寻找电转氢系统的最佳设计和尺寸,并找到设计参数之间的协同作用。该方法适应广泛的工业限制、电价、可再生能源可用性、电解技术和特殊要求。还进行了参数评估研究,为模型提供相关值和功能。两个不同的案例研究——一个侧重于移动性氢气生产,另一个侧重于甲醇生产——说明了所开发方法的应用。这些案例研究提供了有关如何使用和分析模型的见解。最后,利用蒙特卡洛方法对开发的模型进行敏感性研究。这项敏感性研究评估了生产成本和最佳电解器产量的不确定性。它还提供了对电转氢系统最具成本驱动力的特征的见解。
摘要 — 随着现代电力系统中可再生能源渗透水平的快速上升,可再生能源的削减现象越来越常见。这是对免费和绿色可再生能源的浪费,意味着当前电网无法容纳更多的可再生能源。一个主要原因是更高的可再生能源渗透水平需要更高的电力传输容量。另一个主要原因是可再生能源发电的波动性。氢混合物或纯氢管道既可以以氢的形式传输和储存能量。然而,其加速可再生能源整合的潜力尚未得到研究。在本文中,氢气管道网络与电转氢 (P2H) 和氢转电 (H2P) 设施相结合,形成氢能传输和转换系统 (HETCS)。我们研究了与 HETCS 耦合的电力系统的运行,并提出了带有 HETCS 的日前安全约束机组组合 (SCUC)。SCUC 模拟是在带有 HETCS 的改进的 IEEE 24 总线电力系统上进行的。模拟结果表明,HETCS 可以大幅减少可再生能源弃风、二氧化碳排放、负荷支付和总运营成本。这项研究证实,HETCS 是实现净零可再生能源电网的有前途的解决方案。
摘要。交通摄像头的视频供稿对于许多目的都是有用的,其中最关键的是与监视道路安全有关。车辆轨迹是危险行为和交通事故的关键要素。在这方面,至关重要的是要脱离那些异常的车辆轨迹,即偏离通常的路径的轨迹。在这项工作中,提出了一个模型,以使用流量摄像机的视频序列自动解决该模型。该提案通过框架检测车辆,跨帧跟踪其轨迹,估计速度向量,并将其与其他空间相邻轨迹的速度向量进行比较。可以从速度向量的比较中,可以检测到与相邻的trajectories非常不同(异常)的轨迹。实际上,该策略可以检测错误的轨迹中的车辆。模型的某些组成部分是现成的,例如最近深度学习方法提供的检测;但是,考虑了几种不同的选择和分析车辆跟踪。该系统的性能已通过各种真实和合成的交通视频进行了测试。
H 2 KT项目是证明使用氢和燃料电池在格陵兰岛储存可再生能源。将在首都Nuuk建立一个实验植物,将用电将水分成氢。然后将氢存储在燃料电池中以后使用,并将其转换为电和热量。从水力生产中的废热和燃料电池用于局部供暖,而电力则可供电或本地使用。生产的氢也可以在大体中被压缩并分布到其他城市和定居点,并可以用于局部能源生产。该植物还可以通过加油站进行将来的升级,从而使氢用作运输燃料。
• 尽可能专注于公路运输的直接电气化,因为这是最有效的脱碳途径。 • 到 2030 年,公路运输的脱碳速度将比航运和航空更快,但到 2050 年,航运和航空将占主导地位,需要的电力将超过公路运输。 • 预计到 2050 年,航运将成为所有交通方式中可再生电力的最大消费者(占总量的 30%)。因此,应特别关注航运部门的脱碳政策。 • 2020 年代初有关零排放重型卡车的政策决定将对 2030 年和 2050 年的电力需求产生重大影响。 • 轻型公路车辆燃料结构的微小变化会对电力需求产生很大影响。 • 航空脱碳所需的可再生电力对燃料选择相对不敏感,因为所有情景都严重依赖电子煤油。
随着成本的降低和社会对可再生能源需求的不断增加,未来风电装机容量预计将快速增长 [1]。丹麦拥有丰富的风电资源,包括陆上和海上风电 [2]。随着风电渗透率的不断提高,传统化石能源正在逐渐被取代。一些传统发电厂常年处于待机状态,仅为电网稳定提供必要的系统辅助服务 [3]。[4] 提出了利用太阳能和风能为插电式混合动力汽车供电的概念。一种新型的电池/光伏 (PV)/风能混合动力源被用来取代汽车顶部的小型 PV 模块和位于汽车前部的内燃机。[5] 研究了风力涡轮机和电池储能系统的集成,以实现利润最大化。风电输出可以直接注入电网,也可以用于给电池储能系统充电。然而在风电快速发展的同时也面临着严峻的风电消纳问题,而弃风弃光问题的主要原因在于风电本身具有波动性和不确定性的特点,且调控能力相对较弱,