美国环境保护基金会和清洁空气工作组召集了三组能源系统专家,对加州的电力系统进行建模,以找出加州如何才能生产出如此多价格合理、清洁可靠的电力。来自普林斯顿大学、斯坦福大学和旧金山咨询公司 Energy and Environmental Economics (E3) 的团队分别运行了不同的模型,试图估算各种情景下的电力成本,以及建设脱碳电网的物理影响。需要多少新的基础设施?加州需要多快建成?这些基础设施需要多少土地?虽然每个模型都对加州的电力系统进行了各自的描述,并独立探索了优化方法,但它们都使用了与过去情况相关的相同数据,也都使用了相同的未来技术成本估算。尽管计算方法不同,但所有模型得出的结论都非常相似。其中最重要的是,太阳能和风能不能单独完成这项工作。太阳能和风能已经成为成熟的技术,并得到了公众的大力支持。然而,它们也带来了挑战,因为它们取决于天气,而天气的变化既可预测又不可预测。尽管太阳能和风能的成本现在与其他能源的每千瓦时成本完全具有竞争力,但它们不可避免的变化带来了可靠性问题。如今,加州太阳能和风能基础设施在冬季的平均日产量下降到夏季峰值的三分之一左右。周期性的大规模天气模式延伸超过 1,000 公里或更远,被称为 dunkleflaute(德语中的黑暗低潮),也会导致整个地区的风能和太阳能产量处于低水平,这种低水平可能会持续数天,甚至数月。风能和太阳能的平均产量每年也有所不同,尤其是风能。电池一直在改进,可以帮助弥补持续数小时的波动,但无法弥补较长时间的波动。因此,要在淡季拥有足够的容量,就必须建造大量的太阳能和风能,这将超过电网在阳光充足、风力较大的时期的峰值需求。我们的建模者
印度古吉拉特邦。摘要:随着化石燃料资源的枯竭,世界各国政府都致力于实现 100% 的电动汽车出行。几乎每个国家都宣布了实现 100% 电动汽车出行的最后期限,因为现有的化石燃料资源已经枯竭,我们的地球将变得干燥,没有传统的汽油和柴油。制造商正在开发新的电动汽车,并制定了实现碳中和的长期目标。然而,实现这些目标需要克服各种障碍,包括现有电网的当前容量和替代能源的可用性。世界上一些地区仍然没有 24 小时供电,更不用说满足即将推出的电动汽车的需求了。必须认识到替代能源可以补充新型电动汽车带来的过剩能源需求。然而,没有一种单一的能源可以适用于世界所有地区,因为世界上有些地方没有阳光照射,而有些地方阳光充足,有些地区风速可能很高,而有些地区风速不太好。因此,我们需要考虑每种条件,为特定位置选择最佳技术。本文使用实际分析来建议哪些能源在不同地区具有经济、环境、社会和可行性。它还提供了一个部署替代燃料充电站的框架,解决了实施挑战和经济考虑。本研究介绍了成功的可再生能源集成电动汽车充电站案例研究,并概述了优化和可扩展性的未来研究方向。关键词:可再生能源、电动汽车充电站、MCDM、绿色出行 1. 简介 在未来几年里,我们的化石燃料现有储量将会耗尽,人们已经付出了很多努力来放宽对自然资源的使用。电动汽车的出现是推动这一努力的一项重大创新。电动汽车自 1832 年以来就已出现,但那只是一件好事,然而电动汽车在最近几年变得很好,但问题是它们运行的能源是电能,我们是否有足够的电能来满足由于从内燃机转向电动汽车而不断增长的需求?即使有足够的电力,我们也会从煤炭中获取。这又增加了我们对化石燃料的依赖。在这里,我们将讨论并建议各种能源来补充日益增长的需求
世界正在经历多维度的快速技术进步,但代价是环境可持续性。在这个不断发展的世界里,对能源的需求与日俱增。用于生产能源的自然资源,如化石燃料,由于被广泛用于满足这种不断增长的能源需求,正濒临灭绝。当今世界上大部分化石燃料燃烧的能量都用于持续生产饮用水、供暖、制冷应用和发电(Rupam 等人,2022a)。除了不可逆转的资源枯竭外,燃烧化石燃料还会导致温室气体和其他污染物的过量排放,从而导致全球变暖。考虑到气温上升的灾难性影响,近年来,全球迫切需要开发节能、环保的水生产、暖通空调应用、发电等系统。尽管可再生能源正在快速发展,但尚未达到令人满意的水平,即所有能源密集型系统都可以用它来运行。除此之外,可再生能源过度依赖环境约束。例如,在夜间或阴天,无法收获太阳能,或者光伏发电的能量转换率急剧下降。另一方面,当阳光充足时,太阳能光伏发电产生的能量超过当时所需的能量。大多数情况下,由于缺乏适当的能量存储或转换系统,这些剩余能量最终被浪费掉。在这方面,热能转换和存储系统由于其多方面的特点可以提供相当现实的替代方案。热能存储系统可以在有利条件下储存剩余能源,并在不利情况下以各种形式提供清洁且负担得起的能源,例如供暖、制冷、饮用水甚至发电。相反,热能转换系统可以为进一步增加可再生能源在能源结构中的份额铺平道路,并在未来的脱碳社会中发挥重要作用。在全球范围内,目前正在广泛研究各种热能存储和转换 (TESC) 技术。图 1 展示了与 TESC 这一广阔研究领域相关的一些最突出的技术。尽管 TESC 技术具有巨大的潜力,但它们的利用面临着与之相关的各种挑战。根据应用和工作条件,可能会出现某些障碍,为了克服这些障碍,需要科学和工程领域的共同努力。这项专业大挑战旨在解决主要缺点,并讨论克服与当前 TESC 技术相关的这些挑战的未来研究方向。