《美国能源部报告确定大规模清洁能源部署的变革机遇》

  • 来源专题:工程机械与高端装备
  • 编译者: 张欣
  • 发布时间:2024-07-05
  • 美国能源部(DOE)发布新的Liftoff报告,重点关注实现工业脱碳和实施虚拟发电厂(VPP)的机遇和挑战。Liftoff系列于2023年3月首次推出,旨在为私营部门和其他行业合作伙伴提供一个宝贵的、以参与为导向的资源,了解技术如何实现全面部署。工业脱碳和VPP对于减少碳排放、提高能源系统的弹性以及实现到2035年实现100%清洁电力,到2050年实现净零排放经济目标很重要。

    美国能源部长Jennifer M.Granholm表示:“新报告提供了对新兴技术的深入分析和明确的基准,有助于指导有针对性的投资,推动美国走向清洁能源的未来。”最新的Liftoff报告深入探讨了工业脱碳,强调了化工和炼油等行业大幅减少碳足迹的潜力。对VPP的关注表明,不断发展的能源解决方案可以和谐地平衡需求和供应,减少开支,并提高可靠性。

    工业脱碳启动报告

    工业脱碳为改造工业系统以提高能源和环境正义提供了一个重要机会。本系列的三份工业脱碳启动报告概述了八个重点工业部门的脱碳途径:化工、炼油、钢铁、食品和饮料加工、纸浆和纸张、水泥、铝和玻璃。工业脱碳启动报告的主要发现包括:


    • 碳密集型工业部门正面临关键拐点,社会正专注于加快深度脱碳;这是一个独特的时刻,无论是美国工业还是能源部都不能允许它过去。
    • 美国工业参与者有落后于净零目标的风险,专注于短期、易于实施的解决方案;然而,部署工业脱碳解决方案的势头正在增强。
    • 两党基础设施法和《通胀削减法》创造了前所未有的工具来支持工业脱碳,客户要求低碳产品(如汽车用钢),早期私营部门的推动者正在出现。
    • 要实现有意义的削减,可能需要高达11000亿美元的资本支出,以及各部门领导层和技术采用的大胆转变。


    为了更深入地了解选定的行业,能源部还发布了关于脱碳化学品和炼油以及低碳水泥的行业深入研究报告,讨论了这些行业保持脱碳目标所需的具体杠杆和部署目标。

    虚拟发电厂启动报告

    美国能源部还发布了一份虚拟发电厂启动报告。VPP是分布式能源(DER)的集合,如智能电器、带电池的屋顶太阳能、电动汽车和充电器,以及能够平衡电力需求和供应并像传统发电厂一样提供电网服务的商业和工业负载。随着传统资产的退役,VPP正达到一个关键的转折点,准备平衡不断增长的电力需求,提高电网可靠性。

    虚拟发电厂启动报告的主要包括:


    • 随着电力需求的增长和煤炭和天然气等传统能源的逐步淘汰,VPP正处于关键时刻。随着电动汽车充电器和屋顶太阳能等分布式能源的迅速采用,VPP有潜力利用这一激增,但各州迫切需要可扩展和可重复的模型。
    • 为了充分发挥其潜力,VPP需要可扩展的模型、监管支持以及参与其开发和部署的广泛利益相关者联盟。
    • 到2030年,将VPP的现有规模扩大三倍,可以扩大美国电网的容量,以可靠地支持快速电气化,同时每年将电网总成本降低100亿美元。


    Liftoff报告是正在进行的系列报告的一部分,旨在促进公共和私营部门的参与,以加快重要清洁能源技术的商业化。这些报告深入了解了关键清洁能源技术成功商业部署所需解决的当前形势、未来潜力和挑战。

  • 原文来源:https://www.energy.gov/articles/us-department-energy-reports-identify-transformative-opportunities-widescale-clean-energy
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    • 美国多个州正在进行矿业和能源系统的转型升级,以促进可再生能源的应用和减少碳排放。亚利桑那州投资8000万美元在铜矿部署地热和电池储能微型电网;肯塔基州将煤矿改建为287兆瓦的抽水蓄能水力发电基地,投资8100万美元;内华达州的金矿项目以9500万美元部署太阳能光伏和电池储能,预计可减少350万吨二氧化碳排放;宾夕法尼亚州则将煤矿改造成402兆瓦的太阳能设施,投资9000万美元,以填补燃煤电厂关闭后的电力缺口;西弗吉尼亚州的两个煤矿也改建为250兆瓦的太阳能设施,投资12900万美元,预计可为39000户家庭供电。这些项目展示了矿业向可再生能源转型的潜力和实践。
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    • 编译者:pengh
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    • “氢是一种令人兴奋的燃料,有整合我国能源资源的潜力,但要充分认识到它在整个经济中的潜力,我们需要降低成本,并看到氢的供应和需求的显著增加,”能源部长丹·布劳利特(Dan Brouillette)说。“本届政府对该计划中所概述的国务院范围内的努力和合作感到兴奋,这些努力和合作将解决这些问题,并帮助确保氢作为国家未来能源的一种选择。” 根据能源部的说法,该计划将作为制定氢气项目战略方向的总体文件,并补充能源部各部门从事氢气研发活动的多年技术和项目计划。 能源部副部长马克·梅内塞斯(Mark Menezes)和各部门负责人在给利益相关者的一份信息中表示,氢是一种多功能燃料,为实现经济的长期可持续增长提供了途径。它可以为多个经济部门增加价值,作为可持续的交通燃料,为家庭生产电力和供暖,甚至可以出口。“但是,要实现氢的真正潜力,需要继续致力于研究和开发,并与私营部门加强演示和部署,以实现规模。”与其他燃料不同,氢需要更多的化石能源、核能和可再生能源系统的整合,它将采取来自所有能源部门的综合方法,以实现氢的全部潜力和好处,”他们说。 该计划的战略框架将能源效率和可再生能源、化石能源、核能、电力、科学和美国能源部高级研究计划局(ARPA-E)的研究、开发和示范工作结合起来,以推进氢的生产、运输、储存和使用。 梅内塞斯说:“几十年来,能源部一直在支持各种技术的开发,以补充我们传统来源的氢燃料生产。”该计划中概述的RD&D活动将有助于这一重要的部门范围内的努力,以支持我们的最高能源战略。” 该战略的一个关键方面是,利用国内各种低碳能源,包括可再生能源、核能和化石燃料(碳捕获、利用和储存- CCUS),实现制氢。 能源部负责核能的助理部长Rita Baranwal表示,该计划将使能源部在氢研发方面的努力合理化。她在推特上写道:“@GovNuclear(美国核能办公室)目前正努力展示美国反应堆的高温和低温电解,以大规模生产氢气,这可能为核工业打开新市场。” 10月能源部选择两个项目推进的轻水反应堆操作灵活综合制氢系统接收成本分享资金通过核能源办公室的美国工业先进核技术发展的机会宣布融资机会,合作办公室的能源效率和可再生能源的氢和燃料电池技术办公室。 在其中一个项目中,位于明尼阿波利斯的Xcel能源公司将与爱达荷国家实验室(INL)合作,展示一个利用核电站的蒸汽和电力来分解水的系统。由此产生的氢气最初将用于发电厂,但最终可能会出售给其他行业。INL本周表示,该系统可能会在Prairie Island核电站进行演示。 第二个提议是,康涅狄格州的FuelCell能源公司与INL合作,演示并验证一种固体氧化物电解电池制氢系统,将其集成到核电站中。 2019年9月,能源港(Energy Harbor)俄亥俄州托莱多市附近的戴维斯-贝斯(Davis-Besse)核电站一个为期两年的项目获得了美国能源部的资助,该项目通过低温电解来演示商业制氢。在同一奖项下,亚利桑那州公共服务部门也在评估帕洛弗德核电站核能与氢生产的整合。