摘要我们对经验文献进行了系统和跨学科的评论,评估了有关能源和相关技术创新的证据。我们探讨了需求驱动程序之间的联系(无论市场范围内还是针对性);创新指标(主要是专利);和结果(成本降低,效率和多部门/宏观后果)。我们以不同领域的现有评论为基础,并评估包含原始数据分析的200多篇论文。将驱动因素与专利联系起来的论文,以及降低成本(经验曲线)累积能力的指标,主导了文献。前者不会将专利直接与结果联系起来;后者未直接测试因成本降低的因果影响。其他文献提供了有关部署,创新活动和成果之间联系的其他证据。我们得出三个主要结论。(a)需求扣力增强专利;计量经济学研究发现,除了一些具体情况外,所有其他情况下都对工业,电力和运输部门产生了积极影响。这适用于所有驾驶员 - 一般能源价格,碳价格和建立市场的目标干预措施。(b)技术成本在控制其他因素时,几乎所有在所有时间段内研究的技术的累积投资都会下降。许多证据表明,从尺度部署(自我维持扩散之前)到这种关系的成本降低。(c)总体创新是累积的,多面的,并且朝着其方向(路径依赖性)的自我强化。我们以简要观察到对建模和政策的影响。在解释这些结果时,我们建议将主动部署的经济学与更被动扩散过程区分开,并提出以下含义。政策多样性和实验具有作用,并评估了最广泛的创新潜在收益。因此,大规模模型中的内生创新很重要
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注意:“电解器”是指碱系统的堆栈,“热泵”是指最后的组装步骤。此处介绍的成本份额是使用中国的能源价格,资本成本和其他特定地区因素来计算的,因此其他国家可能会有所不同。价值排除了制造,运输,利润率,税收和关税的任何明确的政策激励措施,因此可能与这些单位的市场价格不符。折旧期为25年,加权平均资本成本(WACC)为8%,利用率为85%,年度固定运营成本设定为所有技术和所有制造步骤的初始资本成本的5%。
致谢 本报告得益于众多能源技术大学奖 (EnergyTech UP) 教师轨道申请者的努力,他们参加了此次首届竞赛并取得了成功。教师轨道的获胜者和亚军也自愿抽出时间参加比赛后的后续对话。以下人员从这些对话中汲取了经验并提出了自己的见解:Maryam Younessi(克利夫兰州立大学)、Brien Walton(哈森大学)、Kassandra McQuillen(德克萨斯理工大学)、Dawen Li(阿拉巴马大学)、Nghia Chiem(阿拉巴马大学)、Alankriti Bajpai(阿拉巴马大学)、Derek Abrams(德克萨斯大学里奥格兰德河谷分校)、Gary Koenig(弗吉尼亚大学)、Irene Reizman(罗斯霍曼理工学院)和 Mohammad Biswas(德克萨斯大学泰勒分校)。这项工作由美国能源部 (DOE) 技术转型办公室 (OTT) 资助。OTT 的工作人员,包括 Edward Rios、Victor Kane 和 Jeff Owens,花了很多时间规划、组织和审查 2024 年 EnergyTech UP 教师轨道竞赛的申请。此外,OTT 员工 Carolina Villacis、Laura Prestia 和 Dominique Barthel 审阅了本报告的草稿。作者还要感谢教师轨道评委,他们花费了大量时间和精力审查教师轨道申请。还要感谢 DOE 的首席商业化官兼 OTT 主任 Vanessa Chan,她花了大量时间为我们提供指导、开展外展活动并为教师轨道探索者提供指导,以确保该计划的影响力。最后,感谢本报告的审阅者:Scott Struck、Jeff Owens、Elizabeth Doris、Jennifer Daw、Adam Warren、Susannah Shoemaker 和 Carlie Ortiz。
(a)具有双重功能的任何设备或安装属于类别:互连和近海网格连接系统,从近海可再生生成站点到两个或多个成员国和更多成员国,以及参与共同利益和共同兴趣项目的第三个国家,包括该设备在岸上的设备,以及任何在岸上的设备,以及在岸上的近期延长,以及在岸上的跨越范围内,以及在岸上的范围内,以及在岸上的跨越范围,以及在岸上的范围内,以及货架上的跨越层次的范围,安全有效,包括保护,监视和控制系统,以及必要的变电站,如果它们还确保技术互操作性在不同技术之间的接口兼容性(“可再生能源的海上网格”)。(a)具有双重功能的任何设备或安装属于类别:互连和近海网格连接系统,从近海可再生生成站点到两个或多个成员国和更多成员国,以及参与共同利益和共同兴趣项目的第三个国家,包括该设备在岸上的设备,以及任何在岸上的设备,以及在岸上的近期延长,以及在岸上的跨越范围内,以及在岸上的范围内,以及在岸上的跨越范围,以及在岸上的范围内,以及货架上的跨越层次的范围,安全有效,包括保护,监视和控制系统,以及必要的变电站,如果它们还确保技术互操作性在不同技术之间的接口兼容性(“可再生能源的海上网格”)。
传授可再生能源和技术重要性的知识,重点关注其生产、基础设施、利用、经济方面和监管措施。培养对现有技术、其经济影响、政策和法规、环境影响以及该领域即将到来的挑战和趋势的深刻理解。完成后,参与者不仅将掌握能源和电力的技术,还将具备将这些知识应用于各种工程学科的技能,特别是在应对与能源相关的挑战方面。本课程专为从事可再生技术、能源基础设施和可持续性领域的专业人士量身定制,包括工程师、设计师和经理。
摘要:亚纳光孔/通道(SNPC)在调节可充电电池的电化学氧化还原反应中起着至关重要的作用。SNPC的精致设计和量身定制的多孔结构不仅为离子储存提供了足够的空间,而且还促进了电池中电极内有效的离子扩散,这可以大大改善电化学性能。然而,由于当前的技术局限性,综合和控制纳米孔在子纳米尺度上的质量,存储和运输以及了解SNPC和表演之间的关系是一项挑战。在这篇综述中,我们从结构的角度系统地对材料进行了系统的分类和汇总,将其分为一维(1D)SNPC,二维(2D)SNPC和三维(3D)SNPC。我们还公布了SNPC的独特物理化学特性,并分析了SNPC中的电化学耦合,以提供可充电电池,包括阴极,阳极,电解质和功能材料。最后,我们讨论了SNPC在电池和拟议的未来研究方向的电化学反应中可能面临的挑战。
概述 能源至关重要,我们作为一个民族和一个国家的未来取决于我们在向清洁能源转型中的领导地位。这种领导地位取决于赢得研究、创新和教育竞赛,以改变能源部门并确保我们的能源劳动力的全球竞争力。 NSF 将通过投资基础研究来推动清洁能源的未来,以改变能源系统并发展新能源产业;创新和转化以将发现推向市场和社会;以及教育和劳动力发展,重点是为未来的能源工作做准备。清洁能源投资与 NSF 投资相辅相成,以促进对气候变化的理解、适应和缓解。美国的能源生产和使用持续增长,支持我们的住宅、商业和工业部门。氢能、聚变和可再生能源(如太阳能、风能、地热能、水力发电、潮汐能和生物质能)的使用得益于新发现、新技术以及将这些发现和技术转化为实际解决方案(例如,燃料电池等能源转换技术,以及智能电网等能源分配技术)。随着工业和家庭向清洁能源解决方案过渡,能源效率和能源使用管理工具的提高将为美国经济提供支持,同时支持与计算和通信系统相关的能源需求的增加。清洁能源和能源效率技术的化学品和材料设计和生产方面的进步,以及化学工业和运输部门的电气化,对于向碳中和世界过渡至关重要,可以减少能源系统对全球气候的影响。等离子体科学、热电、催化和半导体方面的进步为能源系统转型提供了新的机会。将生物技术和生物启发系统的进步融入能源研究将推动创造新产业的发现和应用。利用人工智能和能源系统的优化将塑造未来的能源部门。下一代计算系统设计方面的进步将使新方法不仅能够大幅提高能源效率,而且还能将清洁能源技术融入整个能源系统。