摘要 本综述深入分析了过去十年可再生能源技术的重大进步,重点介绍了太阳能、风能和生物能源领域的重大进展。这些创新的推动力是应对气候变化和提高能源安全的需要;因此,它们变得更加高效、经济实惠且技术先进。全球从化石燃料向清洁能源的转变不仅抑制了排放,还改变了能源市场和政策格局。本文分析了突破性的光伏材料、尖端风力涡轮机和生物质转化工艺的突破,这些突破彻底改变了我们生产和储存能源的方式。它还讨论了未来的持续挑战和机遇,包括材料科学进一步提高可再生能源系统效率的潜力以及支持性政策框架对维持增长的重要性。这些技术的每一步前进都为全球能源系统带来了变革潜力,有望带来巨大的环境、经济和社会效益。该报告强调,必须持续创新、投资和国际合作,以充分发挥可再生能源的潜力并实现可持续的能源未来。
关于该计划:人们越来越重视通过绿色能源满足能源需求,这导致了太阳能和风能等可再生能源的显著发展。自 2014 年以来,太阳能的装机容量已从 2.6 吉瓦增加到 70.1 吉瓦,增长了约 30 倍,风能从 21 吉瓦增加到 42.6 吉瓦。印度政府有一个雄心勃勃的目标,即到 2026 年实现 100 吉瓦的太阳能容量,其中包括 40 吉瓦的屋顶太阳能。风能和太阳能发电的快速增长激励研究人员、投资者、政府和政策制定者寻找替代技术和商业模式来实现这一目标。发电和供应系统以电网连接配电系统和离网微电网的形式发展成为一种有前途的技术选择。该技术具有转换效率更高的优势,并且具有未来潜力,在整体主导组合中负载的成分不断增加。随着储能技术的发展及其成本效益的提高,配电级智能电网正在稳步发展,包括分布式发电、负载和储能系统。基于可再生能源发电的智能电网的不确定性可能会影响电力系统的运行、安全性、可靠性、负载平衡和其他运行参数。除此之外,电动汽车 (EV) 的大规模部署可能会对系统保护、控制和稳定的能源市场带来运营挑战。此外,人们对 LED 照明、变速驱动器、数字家电、数据中心和电信系统的兴趣日益浓厚。
Giovanni Andrean (trade routes, ports), Jose Miguel Bermudez (emerging markets), Sara Budinis (strategic considerations), Leonardo Collina (steel, ammonia, trade model design), Elizabeth Connelly (emerging markets), Laurence Cret (shipping decarbonisation), Chiara Delmastro (heat pumps, investments), Hannes Gauch (shipping脱碳),Alexandre Gouy(商品价格,材料),Johannes Hampp(数据管理,运输活动),Mathilde Huismans(Mathilde Huismans(风,数据管理,投资),Jean-Baptiste le Marois(制造业的状态),Teo Lombardo(Teo Lombardo(Teo Lombardo)(Teo Lombardo(Teo)(贸易模型设计),贸易模型设计) Faidon Papadimoulis(太阳能PV,数据管理,贸易模型设计),Francesco Pavan(Electrolysers),Amalia Pizarro Alonso(工业战略,贸易政策),Jules Sery(电动汽车)和Richard Simon(Richard Simon)(铝,投资)。
Giovanni Andrean(贸易路线、港口)、Jose Miguel Bermudez(新兴市场)、Sara Budinis(战略考虑)、Leonardo Collina(钢铁、氨、贸易模型设计)、Elizabeth Connelly(新兴市场)、Laurence Cret(航运脱碳)、Chiara Delmastro(热泵、投资)、Hannes Gauch(航运脱碳)、Alexandre Gouy(商品价格、材料)、Johannes Hampp(数据管理、航运活动)、Mathilde Huismans(风能、数据管理、投资)、Jean-Baptiste Le Marois(制造业状况)、Teo Lombardo(电池、贸易模型设计)、Rafael Martínez Gordón(热泵)、Jennifer Ortiz(新兴市场)、Faidon Papadimoulis(太阳能光伏、数据管理、贸易模型设计)、Francesco Pavan(电解器)、Amalia Pizarro Alonso(工业战略、贸易政策)、Jules Sery(电动汽车)和 Richard Simon(铝、投资)。
对环境,安全和健康的要求或DOE或行政命令的类似要求; (2)要求将废物存储,处置,恢复或治疗设施(包括焚化炉)进行选址和施工或重大扩展,但该提案可能包括分类排除的废物存储,处置,恢复或治疗措施或设施; (3)干扰危险物质,污染物,污染物或cercla排除的石油和天然气产品,这些石油和天然气产品在环境中已经存在,因此会有不受控制的或无法控制的释放; (4)有可能对环境敏感的资源产生重大影响,包括但不限于10 CFR第1021部分(第4)段中列出的资源,D部分(附录B部分); (5)涉及基因工程的生物,合成生物学,政府指定的有害杂草或入侵物种,除非提出的活动以设计和操作的方式包含或限制,以防止未经授权释放到环境中并按照适用的要求进行,例如在10 cf(5)中列出的1021 cfr Part 1021 cfr part subpart 1021,subpart b。
“有效减缓气候变化的能源技术进步”教师发展计划 (FDP) 是为工程学院教师设计的。它通过专家主持的互动课程和实践研讨会,涵盖可再生能源、能源储存和效率改进方面的最新进展。FDP 旨在促进跨学科合作,并为教育工作者提供知识,以整合用于减缓气候变化的尖端能源解决方案。鉴于温室气体与全球气温之间的直接联系,减少排放和二氧化碳浓度至关重要。作为最大排放源的电力部门必须转型以实现《巴黎协定》的气候中和目标,因此新兴的脱碳技术至关重要。计划目标 FDP 旨在为教师和学者提供有关减缓气候变化的最新能源技术的全面知识。该计划旨在:
通过数十年的先进能源研发,RTI 积累了丰富的能力、专业知识以及将技术从概念转化为大规模示范的良好记录。我们利用政府资金来推动我们的技术创新渠道,并与大学和行业合作伙伴在技术开发的各个阶段进行合作,以加速商业部署。RTI 响应客户的需求,同时专注于与我们的核心竞争力和能力相符的能源技术领域,以提供最高效、最具成本效益的研发服务。
SSAE 已经开发并发布了盐水储存地质分析评估 (GEESS) 地理数据库 - 这是一个公开的地理数据库,它描述了盐水层的独特地质参数,这些参数对于美国本土 48 个州的碳储存开发至关重要。高空间分辨率数据集(高达 5 公里网格间距)涵盖了从加利福尼亚到东海岸的 FECM/NETL CO 2 盐水储存成本模型 (CO2_S_COM) 中的 57 个潜在盐水储存层。它来自公开来源。以地层为基础捕获的数据包括深度、厚度、岩性、压力、温度、沉积环境、盐度、孔隙度、渗透率、结构状态和破裂压力。该数据集包括 CO 2 羽流大小的空间离散估计值和 CO 2 储存第一年盈亏平衡价格的估计值(有关风河盆地 Tensleep 地层的图表见下文)。鉴于该数据集的性质,它可以促进更准确的碳储存相关工作,例如在项目开发早期阶段进行储存资源潜力评估或二氧化碳注入成本估算。这个新发布的数据库由 SSAE 研究人员 Austin Mathews*、Jeffrey Eppink*、Dave Morgan 和 Tim Grant 开发,可在此处下载。2023 年 FECM / NETL 碳管理研究项目审查会议上展示的数据库概述可在此处获得。
其中,具有足够能量密度、循环稳定性、快速充电能力和安全性的先进电池对于实现交通电气化至关重要,这对于最大限度地减少二氧化碳排放和缓解气候变化至关重要。此外,通过电合成进行清洁和可持续的化学生产也因利用可再生电力而受到越来越多的关注。重要的是,氢能技术最近已经推出。基本概念是水电解器可以利用来自太阳能或风力发电场等可再生能源的“非高峰”电力来生产氢气,随后可以以燃料电池模式运行以发电或用作其他工业应用的中间体。作为电解器的替代品,先进的光电化学(PEC)水分解电池是