❶ 比尔·盖茨的储能方案能否取代锂离子电池
超越锂离子的储能技术一览
钒氧化还原液流电池储能:使用两个含有正电荷和负电荷的液态钒电解质的罐子,这些电解质通过泵输送穿透电池中的隔膜。这种电池比锂离子电池的降解程度更低,循环寿命更长。
压缩空气储能:液态空气被冷却到零下196℃,之后被储存在储罐中。然后将其加热,驱动涡轮机发电。另一种方法是使用加热的压缩空气将能量储存在专门建造的洞穴中。
重力储能:包括将沉重的矿块在废弃的矿井中上下提起,作为储存和发电的一种方式。
熔盐储能:由比尔·盖茨的突破能源风险投资公司支持的热能储存马耳他公司,以熔盐的形式将能量以热的形式储存。该公司表示,该技术可以持续20年以上,适合储存6个多小时。
液态金属电池储能“”使用金属在加热时自然分离,形成阴极和阳极,由盐电解质分离。一旦初始加热,电池就会在放电和充电时产生热量,从而保持较高的工作温度。
使用铁、硫和锌等廉价原材料的低成本电池为锂离子电池技术提供了替代品。例如,以锌为原料的电池开发商EOS表示,其电池有能力在3至12小时内释放能量。由比尔·盖茨支持的初创公司FormEnergy表示,其电池可以低成本地储存能量长达150小时。
氢储能:利用电力生产氢气是一种储存能量的方式,但在这个过程中会有大量的能量损失,因此效率不如电池。
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❷ 东芝探索“完美能源”:以可再生能源制取绿氢,全程零碳排
“百年老店”、多元化电子电气产品制造商日本东芝集团(Toshiba)正在全力布局有“未来能源”之称的氢能,并将大规模可再生能源制取“绿氢”视为低碳能源时代的完美解决方案。
近日在上海举行的第三届中国国际进口博览会期间,东芝多位高管对澎湃新闻表示,除了已提出“氢能源 社会 ”愿景的日本本土之外,东芝非常看好氢能在中国的发展前景。
放眼全球,日本是近年来最热衷于发展氢能的国家之一。日本“氢能基本战略”提出,到2030年要确立国内可再生能源制氢技术,构建国际氢能供应链,长期目标是利用碳捕获(CCS)技术实现平价化石燃料的脱碳制氢和可再生能源制氢。对于能源自给率低的日本而言,用零碳排的可再生能源来制取清洁高效、较易储运的氢能,无疑是“后福岛时代”得以兼顾能源安全和碳中和目标的理想选择。
日本能源转型历程
“东芝早在50年前就已经开始做氢能方面的技术研发,进行相关技术储备。我们在40年前推向市场的产品,已经有氢能利用的影子。”负责氢能业务的东芝(中国)有限公司营业总监张童对澎湃新闻表示,早年东芝的制氢路线是烃类醇类重整制氢。但在零碳理念下,该公司内部近十年间全面提升氢能体系,东芝燃料电池体系全部是纯氢燃料电池。
据介绍,东芝的纯氢能燃料电池系统H2Rex已累计在日本国内交付100台以上。这种100kW的模块化单元可根据需求灵活组合,启动时间不到5分钟,高效将管道或气罐中的氢气转化为电能和热能。
东芝的纯氢能燃料电池系统H2Rex累计在日本交付100台以上
典型场景如东芝的新氢能综合应用中心,利用太阳能电解水制备氢气,并直接将其应用在东芝的日本府中工厂的燃料电池物流叉车上。这样,不但燃料电池物流叉车在运转时不排放二氧化碳,而且,因为使用了通过可再生能源制取的氢气作为燃料,从制氢到氢利用的全程实现了零碳排。
当突发灾难时,这套小型分布式能源亦可大显身手,作为一条生命线为300名受灾群众提供一周的电力和热水供应。
纯氢固然样样好,但目前在全球范围内仍受居高不下的成本所困。据澎湃新闻了解,上述在日本落地的东芝纯氢燃料电池系统均为有日本政府政策支持的项目。
张童表示,全球可再生能源快速发展,但风电、光伏始终存在间歇性问题。尤其在中国,风电、光伏装机的迅猛增长对电网调峰要求巨大,弃风、弃电的问题屡见不鲜。若将这部分电力转换成氢能储存起来,在需要时再调取,就是一个最理想的结合。“可再生能源与电解质制氢技术结合起来,制出来的氢完全是绿色的。”
他认为,在该领域,东芝的所长是对电力系统、电子设备、控制系统的深入了解和对氢的长期技术积累,目前正在与多家上游制氢企业探讨合作。在氢能起步阶段,东芝呼吁政府对全行业予以政策支持,鼓励更多企业参与氢能产业链的完善,并尽早明确氢使用的法律法规。在这些前提下,氢能成本才能随着规模化效应快速下降。
氢能成本的下降有赖于一个足够大且高速成长的下游市场。东芝正在推动纯氢能燃料电池系统H2Rex尽早应用于中国市场,使其成本上尽早符合中国市场潜在的需求,并联合中国合作伙伴一起开拓市场。
实际上,东芝对于“终极能源解决方案”的认识,在日本福岛核事故之后出现了彻底的转变。东芝曾是全球核能领域的重要参与者,旗下拥有 历史 战绩辉煌的美国西屋电气公司。但由于2011年福岛核事故后全球核电建设放缓、建造成本陡增、西屋电气申请破产保护等原因,东芝最终选择剥离核电资产。
今年10月,日本首相菅义伟在临时国会上发表施政演说时宣布,日本将争取在2050年实现温室气体净零排放。这标志着作为全球第三大经济体和第五大碳排放国的日本在气候议题上的立场发生巨大转变。目前,日本的温室气体排放中有至少80%来自能源领域。
“二氧化碳零排放并不是最近才有的呼声,很早以前大家就在进行与此相关的探讨。”东芝中国总代表宫崎洋一对澎湃新闻说道,福岛核事故改变了全球的碳减排思路。2011年之前,日本、欧洲都将低碳发电目标寄希望于核能,但福岛事故后由于安全标准升级、核能发电成本陡增,欧洲主要国家纷纷选择弃核。
宫崎洋一称,除了重点业务氢能之外,目前东芝还有其他颇具竞争力的能源业务和碳捕捉技术,可以根据不同地区的特征进行灵活组合。具体而言,在水电领域,东芝的实际供货数量和技术实力处于全球第一梯队,已经向44个国家及地区累计供货2300多台水轮机和1800多台发电机;光伏领域,东芝的工业用光伏发电系统在日本有2700处应用,住宅用光伏发电系统在日本为10万户以上客户使用;地热领域,东芝已向全球提供累计达3.7GW的地热发电设备,以设备容量计处于全球第一。
福岛氢能研究基地(FH2R)
在日本国立的新能源产业技术综合开发机构(NEDO)牵头下,东芝与另外两家日本企业合作的福岛氢能研究基地(FH2R)已于今年2月底建成。
FH2R系统概览
该项目建有全球最大的利用可再生能源的10MW级制氢装置,正在验证清洁低成本的制氢技术。这里产生的氢气不仅用来平衡电力系统,还为固定的氢燃料电池系统、移动的氢燃料车等提供动力。
校对:刘威
❸ 可再生能源利用技术中包括哪些
1、太阳能:直接来自于太阳辐射.主要是提供热量和电能.2、生物能:由绿色植物通过光合作用,将太阳能转化为化学能,储存在体内,可沿食物链单向流动,最终转化为热能散失掉.通过燃烧和厌氧发酵获得沼气来取得能量.3、风能:由太阳辐射提供能量,因冷热不均产生气压差异,导致空气水平运动——风的形成.主要是通过风力发电机来获得能量.4、水能:由太阳辐射提供能量,产生水循环,来自海洋的暖湿空气,受热上升,太阳能转化为势能,当在高山上形成降水后,水往低处流,势能转化为动能,就是水能.主要是通过水力发电机来获得能量.5、海洋能:包括潮汐、波浪、洋流等海水运动蕴藏的能量,也是取之不尽用之不竭的.潮汐能主要来自于月球、太阳等天体的引力,波浪、洋流的能量主要是受风的影响.主要是通过潮汐的动能来发电.6、地热能:来自于地球内部放射性元素的衰变.可以用于地热发电和供暖.7、氢能:通过燃烧或者是燃料电池来获得能量.8、核能:通过核能发电站来取得能量.上述能源都是可再生能源,而且是直接来自于自然界的一次能源.利用以上这些能源的技术❹ 什么是可再生绿色能源
太阳能、地热能、风能、海洋能、核能以及生物质能等存在于自然界中的能源被称作“可再生能源”,由于这些能源对环境危害较少因此又叫做“绿色能源”。开发绿色能源是解决能源危机的重要途径。近年来,面对能源危机,许多国家都在大力研究和开发利用“绿色能源”的新技术新工艺,并且取得了相当可观的成就。目前“绿色能源”在全球能源结构中的比重已达到15%—20%,今后由石油、煤炭和天然气三种传统能源唱主角的局面将得到改善。
❺ 我国可再生能源利用规模世界第一,可再生资源是如何实现再利用的
可再生能源实际上存在于阳光,空气,地下深处和海洋中。它们是地球物理结构的一部分,这意味着它们不断通过自然方式进行更新,周而复始,无法用完。
国家能源局3月30日发布,近年来,我国可再生能源实现跨越式发展,为能源绿色低碳转型提供强大支撑。水电、风电、光伏发电、生物质发电装机分别连续16年、11年、6年和3年稳居全球首位。可再生能源实现跨越式发展,开发利用规模稳居世界第一。
能源资源利用体系的核心是什么?
能源资源利用体系的核心要求是:按照减量化、再利用、资源化的原则,以提高能源资源利用效率为中心,以节能、节水、节地、节材、资源综合利用为重点,通过加快产业结构调整,推进技术进步,加强法制建设,完善政策措施,强化节约意识,建立长效机制,形成节约型的增长方式和消费方式,促进经济社会可持续发展。
❻ 未来的新能源储能技术发展趋
储能是能源转型的关键技术,北美、欧洲各国为了促进储能产业的可持续发展,制订并实施了许多鼓励性政策和补贴。中国储能领域的技术、市场、政策、立法、标准、监管等产业基本要素尚不成熟,如何促进国内储能产业可持续发展值得深入思考。在未来能源格局中,储能产品与服务将全面覆盖交通、建筑和工业三大用能领域,电化学储能技术将成为主流储能技术,综合能源服务与智慧能源技术将成为未来能源企业的基本配置,与储能相结合的电力将取代传统能源成为新时代最重要的国际贸易商品之一。目前,储能产业集中度不高,基础与核心技术研发投入不足,大型能源企业需要做好前瞻布局,把握产业全局、引领市场方向,注重储能技术储备,适时开发超大规模化学储能技术,承担起可再生能源时代能源安全保障任务。
近十几年来,随着能源转型的持续推进,作为推动可再生能源从替代能源走向主体能源的关键,储能技术受到了业界的高度关注。2019年,全球储能增速放缓,呈理性回落态势,为储能未来发展留下了调整空间。储能产业在技术路线选择、商业应用与推广、产业格局等方面仍存在很多不确定性。
❼ 可再生能源建筑设计方案大概整体都有哪一些
从建设理念开始,贯彻低碳、节能、绿色和可再生的设计思路。
采光、通风、电气、暖通、给排水等尽量采用绿色可再生资源
❽ 美国可再生与绿色能源存储技术法案 免税吗
绿色能源可分为狭义和广义两种概念。狭义的绿色能源是指可再生能源,如水能、生物能、太阳能、风能、地热能和海洋能。这些能源消耗之后可以恢复补充,很少产生污染。广义的绿色能源则包括在能源的生产、及其消费过程中,选用对生态环境低污染或无污染的能源,如天然气、清洁煤和核能等。
可再生能源是绿色无害能源,当然你这个无害要有个范围,譬如风力发电,不产生废气等污染物,但是有噪声,对周围居民和迁徙的鸟类有危害。
❾ “十四五”可再生能源规划落地:大规模、高消纳、市场化
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编辑 黄燕华
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6月1日下午,国家发改委等九部委联合发布了《“十四五”可再生能源发展规划》(以下简称《规划》,明确了“十四五”可再生能源发展的主要目标,同时更加注重可再生能源的大规模开发、高水平消纳以及市场化发展。
大规模开发
中国已经承诺二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值、努力争取2060年前实现碳中和,明确2030年风电和太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。截至2020年底,全国风电和光伏发电装机达到5.3亿千瓦,这也意味着“十四五”期间,风电、光伏发电装机将至少新增6.7亿千瓦。
进入“十四五”,可再生能源发展面临新形势。《规划》指出,我国可再生能源发展面临既要大规模开发、又要高水平消纳、更要保障电力安全可靠供应等多重挑战,必须加大力度解决高比例消纳、关键技术创新、稳定性、可靠性等关键问题,可再生能源高质量发展的任务艰巨而繁重。
在远景目标方面,《规划》提出,展望2035年,我国将基本实现 社会 主义现代化,碳排放达峰后稳中有降,在2030年非化石能源消费占比达到25%左右和风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上的基础上,上述指标均需进一步提高。
基地化开发将成为新增可再生能源装机的主要建设模式。《规划》提出要大力推进风电和光伏发电基地化开发,在风能和太阳能资源禀赋较好、建设条件优越、具备持续规模化开发条件的地区,着力提升新能源就地消纳和外送能力,重点建设新疆、黄河上游、河西走廊、黄河几字弯、冀北、松辽、黄河下游新能源基地和海上风电基地集群。
风电和光伏发电基地化规模化开发集中在“三北”地区,西南地区则要统筹推进水风光综合开发,在中东南部地区重点推动风电和光伏发电就地就近开发,东部沿海地区积极推进海上风电集群化开发。
提高消纳水平
除了明确装机规模,《规划》也设定了更为详细的发电和消纳目标。 2025年,可再生能源年发电量达到3.3万亿千瓦时左右。“十四五”期间,可再生能源发电量增量在全 社会 用电量增量中的占比超过50%,风电和太阳能发电量实现翻倍。
《规划》提出了可再生能源电力消纳的具体目标: 2025年,全国可再生能源电力总量消纳责任权重达到33%左右,可再生能源电力非水电消纳责任权重达到18%左右 ,可再生能源利用率保持在合理水平。
2019年,国家发改委、国家能源局提出建立健全可再生能源电力消纳保障机制,决定对各省级行政区域设定可再生能源电力消纳责任权重,并于2020年起全面进行监测评价和正式考核。
可再生能源消纳责任权重目标写入规划,有利于进一步提高可再生能源消纳水平。
根据国家能源局通报的2021年可再生能源电力消纳责任权重完成情况,2021年全国最低可再生能源电力总量消纳责任权重完成值为29.4%,全国最低可再生能源电力非水消纳责任权重实际完成值为13.7%。如果要完成规划设定的2025年的目标,全国最低可再生能源电力总量消纳责任权重和非水消纳责任权重需要分别提高3.6个百分点、4.3个百分点。
随着可再生能源大规模发展,提升新型电力系统对高比例可再生能源的适应能力尤为重要。《规划》提出,加快建设可再生能源存储调节设施,强化多元化智能化电网基础设施支撑。《规划》从提升可再生能源存储能力、促进可再生能源就地就近消纳、推动可再生能源外送消纳、加强可再生能源多元直接利用、推动可再生能源规模化制氢利用五个方面进一步提升可再生能源消纳水平。
完善市场化发展机制
现阶段,可再生能源正处于转向平价上网的 历史 性拐点阶段,可再生能源发展将由政策驱动转变为市场驱动。《规划》提出,激发市场主体活力,完善可再生能源电力消纳保障机制,健全可再生能源市场化发展体制机制,健全绿色能源消费机制,充分发挥市场在资源配置中的决定性作用,更好发挥政府作用,为可再生能源发展营造良好环境。
在深化可再生能源行业“放管服”改革方面,《规划》提出完善投资管理机制,对不涉及国家安全、全国重大生产力布局和战略性资源开发的可再生能源项目,推动核准改备案,鼓励实施企业投资项目承诺制。优化可再生能源项目核准和备案流程,规范风电和光伏发电增容更新、延寿运行等管理,进一步简化分布式可再生能源投资管理程序。
在健全可再生能源电力消纳保障机制方面,《规划》提出强化可再生能源电力消纳责任权重引导和考核,强化权重目标分解落实,促进各类市场主体公平合理共担可再生能源电力消纳责任,推动自备电厂、市场化电力用户等积极消纳利用可再生能源。加强对省级行政区域消纳责任权重完成情况监测评价,推动纳入地方政府考核体系,强化对电网、市场主体消纳量完成情况考核,压实地方责任。
在建立健全绿色能源消费机制方面,《规划》提出,完善绿色电力证书机制。强化绿证的绿色电力消费属性标识功能,拓展绿证核发范围,推动绿证价格由市场形成,鼓励平价项目积极开展绿证交易。做好绿证与可再生能源电力消纳保障机制的衔接。做好绿证交易与碳交易的衔接,进一步体现可再生能源的生态环境价值。
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《“十四五”可再生能源发展规划》
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❿ 现在都有哪些常用的绿色再生能源(技术成熟的)
可以循环利用,减少环境污染。
回答者:wawncdd - 试用期 一级 4-13 11:31
现在说的绿色能源就是说利用了以后不会给环境造成很大的污染.像氢 太阳能 水能、生物能、太阳能、风能这些能源利用以后所产生的副产物都是一些水等对环境没有污染的东西,所以称为绿色能源.
回答者:zombilangzi - 见习魔法师 二级 4-13 11:34
太阳能
太阳是一个巨大、久远、无尽的能源,同时也是许多能源的来源。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为其总辐射能量(约?3.75×1026W)的22亿分之一,但已高达173,000TW,也就是说太阳每秒钟照射到地球上的能量就相当于500万吨煤。 地球上的风能、水能、海洋温差能、波浪能和生物质能以及部分潮汐能都是来源于太阳;即使是地球上的化石燃料(如煤、石油、天然气等)从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能,所以广义的太阳能所包括的范围非常大,狭义的太阳能则限于太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。 太阳能既是一次能源,又是可再生能源。它的资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境没有任何污染。但太阳能也有两个主要缺点:一是能流密度低;二是其强度受各种因素(季节、地点、气候等)的影响不能维持常量。这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用。
地热能
地热能是来自地球深处的可再生热能,它起源于地球的熔融岩浆和放射性物质的衰变,其利用可分成地热发电和直接利用两大类。 地热能的储量比目前人们所利用的总量多很多倍,而且集中分布在构造板块边缘一带、该区域也是火山和地震多发区。如果热量提取的速度不超过补充的速度,那么地热能便是可再生的。地热能在世界很多地区应用相当广泛,据估计,每年从地球内部传到地面的热能相当于100PW·h。 不过,地热能的分布相对来说比较分散,开发难度较大。
风能
风是地球上的一种自然现象,它是由太阳辐射热引起的。太阳照射到地球表面,地球表面各处受热不同,生温差,从而引起大气的对流运动形成风。据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能,但其总量仍是十分可观的。全球的风能约为2.74X109MW,其中可利用的风能为2X107MW,比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍。
风能是一种有巨大发展潜力的无污染可再生能源,特别是对沿海岛屿,交通不便的边远山区,地广人稀的草原牧场,以及远离电网和近期内电网还难以达到的农村、边疆,作为解决生产和生活能源的一种可靠途径,有着十分重要的意义。即使在已开发国家,高效洁净的风能也日益受到重视。
海洋能
大海,不仅为人类提供航运、水源和丰富的矿藏,而且还蕴藏着巨大的能量,它将太阳能以及派生的风能等以热能、机械能等形式蓄在海水裏,不像在陆地和空中那样容易散失。
海洋能指依附在海水中的可再生能源,海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量,这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之中,分述如下:
潮汐与潮流能来源于月球、太阳引力,其他海洋能均来源于太阳辐射,海洋面积占地球总面积的71%,太阳到达地球的能量,大部分落在海洋上空和海水中,部分转化成各种形式的海洋能。
海水温差能是热能,低纬度的海面水温较高,与深层冷水存在温度差,而储存着温差热能,其能量与温差的大小和水量成正比。
潮汐、潮流,海流、波浪能都是机械能,潮汐能是地球旋转所产生的能量通过太阳和月亮的引力作用而传递给海洋的,并由长周期波储存的能量,潮汐的能量与潮差大小和潮量成正比;潮流、海流的能量与流速平方和通流量成正比;波浪能是一种在风的作用下产生的,并以位能和动能的形式由短周期波储存的机械能,波浪的能量与波高的平方和波动水域面积成正比。
河口水域的海水盐度差能是化学能,入海径流的淡水与海洋盐水间有盐度差,若隔以半透膜,淡水向海水一侧渗透可生渗透压力,其能量与压力差和渗透流量成正比。因此各种能量涉及的物理过程开发技术及开发利用程度等方面存在很大的差异。
生物能
生物质是指由光合作用而产生的各种有机体,生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式,一种以生物质为载体的能量,它直接或间接地来源于植物的光合作用。在各种可再生能源中,生物质是独特的,它是贮存的太阳能,更是一种唯一可再生的碳源,可转化成常规的固态、液态和气态燃料。
据估计地球上每年植物光合作用固定的碳达2x1011t,含能量达3x1021J,因此每年通过光合作用贮存在植物的枝、茎、叶中的太阳能,相当于全世界每年耗能量的10倍。生物能是第四大能源,生物质遍布世界各地,其蕴藏量极大。世界上生物质资源数量庞大,形式繁多,其中包括薪柴,农林作物,尤其是为了生产能源而种植的能源作物,农业和林业残剩物,食品加工和林?品加工的下脚料,城市固体废弃物,生活污水和水生植物等等。
氢能
氢能是一种二次能源,因为它是通过一定的方法利用其他能源制取的,而不像煤、石油和天然气等可以直接从地下开采,这种能源总有枯竭的一天,而氢能若能从中生产,则可望能抒解能源危机的警戒。
在自然界中,氢已和氧结合成水,必须用热分解或电分解的方法把氢从水中分离出来。燃料电池即是将氢与氧直接通过电化学反应产生电与水,一个步骤就可发电,发电较传统方式有效率。商品化后,这样的发电系统不但适合一般家庭使用,其副产品所产生的热水,大约在摄氏40到60度间,相当适合家庭洗澡与厨房利用,一举两得。
如果用煤、石油和天然气等燃烧所产生的热或所转换成的电支分解水制氢,那显然是划不来的。现在看来,高效率的制氢的基本途径,是利用太阳能。如果能用太阳能来制氢,那就等于把无穷无尽的、分散的太阳能转变成了高度集中的乾净能源了,其意义十分重大。