摘要 能源安全是实现经济增长和稳定的必要条件,是菲律宾必须努力实现的重要目标。可再生能源 (RE) 开发是这一目标的关键要素。菲律宾在可再生能源资源开发方面取得了重大进展。该国三分之一的电力需求目前由可再生能源满足。2009 年,可再生能源的利用率估计只有 18%。然而,过去的研究表明,可再生能源的潜力是目前使用量的 25 倍。随着菲律宾走上可持续发展的道路,能源需求将继续增长。据估计,2011 年至 2030 年期间,至少需要 406 亿美元来确保该国的能源需求。可再生能源不仅有助于满足这一需求,而且还能在发展与环境可持续性之间实现必要的平衡。能源部部长 Jose Rene Almendras 在一次演讲中提到,“政府已承诺为可再生能源项目投资超过 800 亿菲律宾比索(约合 190 亿美元)。”为了解决这一问题,美国先进太阳能技术公司 (AST) 于 2002 年开发了聚光太阳能发电 (CSP)。聚光太阳能发电 (CSP) 技术使用抛物面碟式或线性太阳能槽式太阳能发电系统和太阳能跟踪系统来利用和控制太阳能资源,该系统使用内存、CPU 时间、磁盘空间、输入和输出设备。这可作为驱动废热发生器、聚光光伏装置和热电装置的传输方法,从而利用太阳能有效管理电力和相应的公用设施,并确保数据交换、能源运营数据以及研发所需的其他能源相关信息的安全。宿雾太阳能公司 (CSI) 是一家新兴的可再生能源系统和太阳能技术集成供应商。 CSI 隶属于先进太阳能技术公司 (AST),该公司由 Tommy Lee Tirey Jr. 于 2002 年创立,他是太阳能流体加热系统的美国发明者,该系统使用抛物面聚光太阳能技术,拥有美国专利。CSI 是一家制造业务和服务公司,以有竞争力的价格提供工程和技术服务,旨在解决人们对更可持续的能源开发系统的担忧。CSI 提供替代可再生能源
1-1 印第安纳州运营中的大型太阳能发电场 ...................................................................................... 10 1-2 印第安纳州在建的公用事业规模光伏项目 ........................................................................ 10 1-3 印第安纳州已批准但尚未开工的公用事业规模光伏项目 ................................................ 11 2-1 风能资源分类 ............................................................................................................. 22 2-2 美国风电排名:前 25 个州 ............................................................................................. 33 2-3 海上风电容量目标和要求 ............................................................................................. 35 2-4 印第安纳州风电场; 2-5 印第安纳州公用事业公司签订的风能购买协议 ...................................................................... 38 2-6 印第安纳州风电场签订的风能虚拟购买协议 ...................................................................... 39 3-1 综合生物炼制项目 ...................................................................................................... 53 3-2 商业化综合生物炼制项目 ............................................................................................. 54 3-3 印第安纳州的乙醇工厂 ...................................................................................................... 58 3-4 印第安纳州生产柳枝稷的平均农场交货成本(美元/吨) ............................................. 62 3-5 野猫溪流域生产玉米秸秆、柳枝稷和芒草的类别成本 ............................................................................................................................................. 63 4-1 根据 2016 年十亿吨研究基准假设,按特定价格和年份对二次农业废弃物潜力的总结 ............................................................................................................. 73 4-2 美国 75 个城市固体废弃物能源工厂的位置 ............................................................................................................. 76 4-3 发电潜力最大的十大州来自养猪场和奶牛场的碳足迹...................................................................................... 78 4-4 美国废水处理热电联产系统...................................................................................... 79 4-5 印第安纳州垃圾填埋场的发电厂...................................................................................... 81 4-6 沃巴什谷电力协会垃圾填埋场电力项目.................................................................... 81 4-7 印第安纳州垃圾填埋场的潜在发电能力.................................................................................... 82 4-8 印第安纳州运行中的厌氧消化器.................................................................................................... 83 4-9 印第安纳州浓缩动物饲养场的潜在发电能力.................................................................... 84 4-10 印第安纳州污水处理厂的潜在发电能力…….................................................................. 85 5-1 美国 CSP 电厂的预计资本成本............................................................................................................................................. 97 5-2 美国正在运营的聚光太阳能发电厂 .............................................................. 101 5-3 美国已不再运营的聚光太阳能发电厂 .............................................. 102 5-4 美国境外在建的聚光太阳能发电厂 ................................................ 103
• 主题领域 1:太阳能热燃料生产:该主题将资助最有前景的聚光太阳能热能 (CST) 技术路径的研究、开发和演示,利用太阳能和其他可再生能源产生的电能和热能,将广泛使用的无化石燃料化学物质(如氮、水、二氧化碳)转化为各种燃料(如氢、氨、甲醇)和液体燃料(如煤油、喷气燃料、柴油)。该主题将重点推进太阳能热能与可再生燃料生产相结合的有前景的技术。
热液工艺能够有效地将废弃生物质转化为燃料和碳质材料。用聚光太阳能满足热量需求是提高工厂效率和推行循环经济原则的明智策略。为了通过零能耗途径生产液体和固体生物燃料,这项工作提出了两种概念设计,用于将聚光太阳能系统 (CSS) 与热液液化 (HTL) 和热液碳化 (HTC) 工厂相结合。用于满足热液热量需求的太阳能配置由一组使用熔盐运行的抛物线槽式集热器组成,熔盐既用作热载体流体,又用作热能存储介质。模拟了两种不同的场景来连续处理木材和有机废物。在第一种情况下,CSS 与连续 HTL 反应器(在 400°C 和 300 bar 下运行)相结合,然后进行热裂解和加氢处理,以将生物原油升级为可销售的液体生物燃料。第二种方案考虑使用连续 HTC 反应器(工作温度为 220 °C 和压力为 24 bar)运行的 CSS,将有机废物转化为固体燃料(水热炭)。CSS 和两个热液工厂都是基于实验数据建模的。研究了能源消耗和技术经济方面。
风能 • 陆基 • 海上 • 分布式太阳能 • 公用事业光伏 (PV) • 商用和工业光伏 • 住宅光伏 • 公用事业光伏加电池 • 聚光太阳能发电 (CSP) 水电 • 无动力水坝 (NPD) • 新河段开发 (NSD) • 抽水蓄能水电 地热(闪速和二元) • 热液 • 近场增强型地热系统 (EGS) • 深层 EGS 存储 • 公用事业规模 • 商业规模 • 住宅
效率;经济潜力(包括成本)以及可行潜力(考虑了社会和环境约束)。我们考虑了公用事业规模和屋顶太阳能光伏、聚光太阳能发电、陆上和海上风电、水电、地热发电和海洋(波浪、潮汐、海洋热能转换和盐度梯度能)技术。我们发现,报告的每种能源技术潜力在不同技术之间(通常在同一技术内)相差几个数量级。因此,我们还讨论了作者发现如此不同结果的主要因素。根据本综述并基于最可靠的研究,我们发现公用事业规模太阳能光伏、聚光太阳能发电、陆上风电和海上风电的技术潜力均超过 100 PWh/年。水电、地热发电和海洋热能转换的技术潜力超过 10 PWh/年。屋顶太阳能光伏、波浪和潮汐的技术潜力超过 1 PWh/年。盐度梯度具有高于 0.1 PWh/年的技术潜力。评估可再生能源全球经济潜力的文献(考虑了每种可再生资源的成本)表明,经济潜力高于当前和近期的电力需求。很少有研究计算出考虑社会和环境约束的全球可行潜力。虽然这些范围对于评估可用能源的数量很有用,但它们可能会忽略大规模可再生能源组合的挑战。
缩略词列表 AC 交流电 ATB 年度技术基准 BLS 美国劳工统计局 BOM 物料清单 CAPEX 资本支出 CO 2 二氧化碳 c-Si 晶体硅 CSP 聚光太阳能发电 CST 聚光太阳能热能 Decarb 脱碳 DC 直流电 DEWA 迪拜水电局 DLR 德国航空航天中心 DOE 美国能源部 DRC 刚果民主共和国 DSG 直接蒸汽发电 EFS 电气化未来研究 EPC 工程采购和施工 EV 电动汽车 Gen3 第三代 GW 千兆瓦 HelioCon 定日镜联盟 HRC 热轧卷 HTF 传热流体 IASS 高级可持续发展研究所 IEA 国际能源署 IPH 工业过程热 JEDI 就业和经济发展影响 kW 千瓦 kW e 千瓦电 kWh 千瓦时 LCA 生命周期分析 LCOE 平准化电力成本 LED 发光二极管 LPO 贷款计划办公室 MENA 中东和北非北非 MFI 工业物质流 MT 公吨 MW e 兆瓦电力 MWh 兆瓦时 NREL 国家可再生能源实验室 O&M 运营和维护 OCC 隔夜资本成本 OSW 陆上风电 PNIEC 西班牙国家综合能源和气候计划
风能 • 陆基 • 海上 • 全新:分布式太阳能 • 公用事业光伏 (PV) • 商用和工业光伏 • 住宅光伏 • 公用事业光伏加电池 • 聚光太阳能发电 (CSP) 水电 • 无动力水坝 (NPD) • 新河段开发 (NSD) • 抽水蓄能水电(全新:资本支出)地热(闪热和二元) • 热液 • 近场增强型地热系统 (EGS) • 深层 EGS 存储 • 公用事业规模 • 商业规模 • 住宅
许多应用都需要极端环境材料,例如超音速推进和热保护系统、飞机发动机和发电燃气轮机、核裂变和聚变能、聚光太阳能发电和工业制造。极端环境材料的固有特性和能力给制造业带来了巨大挑战。Mitchell 博士将讨论需要极端环境材料的应用、使用这些材料制造组件的挑战,以及他的实验室将进行的研究和开发,以创造下一代极端环境材料和先进制造工艺。