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【材料日报】蓄电系统、二次燃烧碳捕获系统、风力发电

 前沿材料 2020-09-17

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日本印度两国在蓄电系统领域展开合作

▲蓄电池监测系统

2017年1月9日,日本经济产业省与正在积极推进可再生能源的印度政府之间达成协议,将在蓄电系统领域展开合作,以解决系统稳定性问题。1月10日,日本NEDO宣布将开始在印度进行引入系统用蓄电系统的实证前可行性研究。

印度政府曾在其国家自主贡献目标INDC(India’s Intended Nationally Determined Contribution: Working Towards Climate Justice)中制定了一系列强化电力系统的目标和对策:到2022年要引入太阳能·热发电1亿kW,风力发电6,000万kW,生物发电1,000万kW,小水电500万kW,成为全球屈指可数的可再生能源引入国家。具体为,强化州内、州间的输电系统,设立可预测和监视可再生能源发电量的可再生能源管理中心(REMC)等,以支撑和应对波动性较大的可再生能源的普及扩大。

日本在蓄电池和相关材料方面的优秀技术以及其在电力系统中综合控制多个蓄电池充放电的技术成果引起了印度的关注

2015年12月的日印首脑会谈情况说明书(fact sheet)中曾有记录,日本开始进行相关调查,为印度提供能源储存技术配属的相关措施。自那时起,日印两国政府便开始为推进可再生能源的引入,进行能源储存系统引入的相关讨论。

此次,日本经济产业大臣世耕弘成与印度电力、煤炭、新能源和可再生能源部长Piyush Goyal在印度达成一致协议,将共同实施系统用蓄电系统的实证前调查(feasibility study,可行性研究)。日本NEDO将根据该协议具体负责实证前调查的实施,以制定印度蓄电系统实证事业的详细计划。据日本NEDO表示,该计划的公募将于1月下旬开始。

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全球最大的二次燃烧碳捕获系统

NRG能源与JX公司展开合作

2017年1月10日,日本JX公司官网公布消息称,其与NRG能源公司展开合作,完成全球最大的二次燃烧碳捕获系统。

NRG能源公司总裁兼首席执行官Mauricio Gutierrez表示:“Petra Nova项目对我们来说具有里程碑式的意义,可以帮助确保化石燃料的可靠性、经济性以及增加其清洁性。该项目也代表了,NRG努力减少碳排放和创建可持续发展未来能源的重要方向。我们非常高兴,在竞争如此激烈的能源环境中,该项目还可以在预算内按时完成。我要感谢我们的合作伙伴JX公司,Hilcorp能源公司,美国能源部以及德克萨斯州。”

在2016年9月19日,Petra Nova进行了首次捕获二氧化碳的测试,并通过80英里的管道,向西部牧场提供了超过100000吨的捕获二氧化碳。系统的最终性能验收测试时间是在2016年12月29日完成。在性能测试期间,系统满足了所有的性能标准,包括捕获超过90%的二氧化碳。Petra Nova每天可以捕获5000吨以上的二氧化碳,相当于在路上35万辆车的排放量。

Hilcorp能源公司是西部牧场油田的运营商,将利用捕获的二氧化碳来提高油田的产量。目前,现场的石油生产为每天300桶,开始强化采油操作之后,利用每天捕获的二氧化碳,每天的开采量可以达到15000桶。

Petra Nova主要使用由三菱重工(MHI)和关西电力株式会社联合开发的KM-CDRProcess®,同时采用了专用的KS-1高性能溶剂进行二氧化碳的吸收与解吸。

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新的输电线路建设可以帮助风力发电

供应全美电力的三分之一

▲报告封页题图

2017年1月9日,美国能源部发布了一份题为《在风能未来展望中通过输电扩展减少风能削减》(“Reducing Wind Curtailment through Transmission Expansion in a Wind Vision Future”)的报告,确认了增加电力传输建设可以显著降低扩大风电供应的成本,使其到2050年可以供应美国35%的电力。报告由美国国家可再生能源实验室(NREL)撰写,肯定了美国能源部2015年在《风能展望》(“Wind Vision”)中的观点,即到2020年,风能将提供20%的美国电力,并有望在2050年达到35%,同时将为国家带来显著的效益,包括经济、能源安全和健康方面。能源部在2017年1月10日举办了供读者与报告作者交流的网络研讨会。

在报告的研究中,NREL使用PLEXOS(一种公共设施和输电组织常用的集成建模工具)模拟了在2050年35%电力来自风电的电网运营情景。该研究重点关注西部的互连电网,其中包括11个州、两个加拿大省份,以及美国电网跨越边界到达的墨西哥北部部分地区。研究以不在西部电网进行输电扩展建设为基线情景,对比讨论了具有不同程度输电扩展建设的三个情景。

在基线情景中,风电场的运营受限于电网容量,产生了约15.5%的未使用风能,从而导致了由闲置引起的系统成本增加。研究显示,如果完成目前已经提案的4个输电建设项目,风能的潜在削减将减少到7.8%。如果国家在这4个拟议项目之外部署更多的输电建设,则可以进一步减少风能削减,以充分利用风能、降低发电成本,并释放额外的经济和社会效益。报告还在区域范围内量化了近年在美国德克萨斯州发生的情况:该州电网的风能削减在2009-2011年间为8%-17%,而在德克萨斯州的“竞争性可再生能源领域倡议(Competitive Renewable Energy Zone initiative)”下,通过新的输电线路建设和其他升级项目的完成,其风电削减降至仅1%。

风力是美国新型电力能源增长最快的来源之一,已经提供了巨大的经济、能源安全和健康效益。美国能源部的这项研究报告显示,即便有限地增加输电线路和容量的建设,也将允许更多的风能发挥作用,而缺乏新增的输电能力可能限制风能的发展及其潜在效益。总的来说,报告强调,公用电网有能力以超过35%的风能和12%的太阳能可靠运行,而输电能力的扩张可以显著易化通向可再生能源未来的路径。

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