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2020年第3期(发布时间: Apr 10, 2020 发布者:彭皓)  下载: 2020年第3期.doc       全选  导出
1   2020-04-10 15:31:14.43 俄罗斯起草低碳发展战略 (点击量:9)

俄罗斯经济发展部上周公布了一份到2050年的低碳发展战略草案。该战略的基本设想是,核能产量将从2017年的203 TWh增至2030年的225 TWh和2050年的260 TWh。

环保部表示,该战略旨在确保中国向以低温室气体排放为特征的多元化经济发展轨道转型。4月10日之前,该战略将公开征求意见。据路透社报道,俄罗斯经济发展部副部长米哈伊尔·拉斯特里金(Mikhail Rasstrigin)表示,这份文件是联邦政府首次全面尝试这样做。他说:“重要的是,它为主要的节能领域设定了具体的目标。”这些领域包括:工业、建筑、能源生产和运输。

低碳发展战略草案提出了“基础”和“集约”两种主要的低碳发展设想。该战略认为最可行的基本情景是,到2030年,俄罗斯GDP的碳强度将降低9%,到2050年将降低48%(相对于当前水平)。制定2030年的温室气体排放目标,尽管比现在要高,但将比1990年的排放量减少三分之一。实现这一目标的措施包括大规模提高能源效率、实行碳价、发展核能和可再生能源、减少森林砍伐和扩大森林保护区。

密集的方案将使俄罗斯在21世纪下半叶实现碳中和。除了基本设想的措施外,它还将包括努力减少制成品、能源、工程和服务的碳密度。这将通过包括大规模电气化和交通及工业数字化在内的步骤实现;可再生能源的增长;引进捕捉、储存和处理二氧化碳的技术,停止砍伐森林和进一步扩大森林保护。

俄罗斯是2015年《巴黎协定》的缔约方,根据该协定,《联合国气候变化框架公约》的缔约方同意制定长期、低排放的发展战略。根据该协议,所有缔约方都必须提出国家自主贡献(NDCs),这体现了每个国家为减少国家排放和适应气候变化影响所做的努力。俄罗斯还没有提交第一个国家发展委员会。

2   2020-04-10 15:34:15.657 国际原子能机构加强对新核能国家的支持 (点击量:6)

国际原子能机构(原子能机构)对计划采用核能的国家提出了新的指导方针。原子能机构在一份题为“发起核电方案:业主和经营者的责任和能力”的文件中,就建立和发展核电厂的业主/经营者提供了咨询意见。

该报告发表在《国际原子能机构核能系列》上,该报告假定同一组织将拥有并经营该核电站,因此有了“所有者/经营者”一词。它考虑到正在引进核能的国家10多年的经验和良好做法,以及在综合核基础设施审查(INIR)任务中吸取的教训,以及原子能机构向新国家提供的技术援助活动。

国际原子能机构核能基础设施发展部门技术主管何塞·巴斯托斯(Jose Bastos)表示:“这份新出版物是对2009年首次发布的一份文件的重大修订。”“它提供详细资料,说明业主/营办商在里程碑方法第2及第3阶段19项基建项目的工作和职责。”此外,我们还增加了对原子能机构其他有关文件的详细参考,包括原子能机构安全标准。”

与核能执行组织(NEPIO)和核管理机构一起,NPP所有者/运营者是里程碑方法中确定的三个关键组织之一,该方法是国际原子能机构制定核能计划的框架。

在一个国家决定在第一阶段结束时启动核电项目后,第二阶段的业主/运营方需要进行可行性研究,评估不同的技术并选择首选的技术,准备一份财务计划,并就核电站合同进行谈判。在第三阶段,业主/营办商的责任包括申请所需牌照、监督建筑工程及为运作作好准备。

新出版物的对象是决策者、业主/运营商高管和工作人员,以及参与核电项目的组织的其他人员。国际原子能机构表示,在长时间没有新项目的情况下,这对那些扩大核电项目的国家可能也有帮助。

3   2020-04-10 15:31:58.767 马自达投资联合研究项目将藻类燃料商业化 (点击量:8)

在英国,马自达目前正在参与联合研究项目和研究,作为正在进行的产学官合作的一部分,以促进微藻生长产生的生物燃料得到广泛采用。

作为“可持续缩放2030”长期技术开发计划的一部分,该公司致力于到2030年将其“轮对车”平均CO2排放量减少到2010年的50%,到2050年减少到90% 。

马自达认为,到2030年,结合某种形式的电气化技术的内燃机仍将占其生产车辆的95%,并且液体燃料将在汽车工业中继续占主导地位,直到至少2040年。大幅减少二氧化碳排放量。

生产力的提高和成本的降低对于藻类生物燃料在未来的广泛供应至关重要。为此,马自达为广岛大学的基因组编辑研究和东京工业大学的植物生理学研究相结合提供了加速研究的技术支持,旨在在这些领域取得突破。

作为“ Wheel-to-Wheel”计划的一部分,马自达开发了一种多解决方案方法,以减少二氧化碳的总体排放量,而不会损害其驾驶乐趣和性能。巧妙的Skyactiv技术(例如i-STOP,汽缸停用和Mazda M Hybrid 24V轻度混合动力系统)已作为该系列中部分车型的标准配置,而Mazda3和CX-30配备了马自达革命性的2.0升180ps Skyactiv-X火花控制压缩点火(SPCCI)汽油发动机。

4   2020-04-10 15:31:36.537 壳牌计划利用1000万千瓦的海上风能来生产氢气 (点击量:9)

NortH2集团,包括荷兰天然气网络运营商Gasunie和港务局Groningen Seaports,目标是在2027年之前将“绿色”氢气输送给工业客户。

中国计划到2030年新增300万千瓦的海上风力发电装机容量,用于绿色氢生产;到2040年,再将海上风力发电装机容量扩大至100万千瓦,电解发电装机容量约为40万千瓦。

合作伙伴打算利用Gasunie现有的天然气基础设施来储存和运输氢气。

但壳牌发言人表示,该网络将随着近海风电容量的增加而扩大。

到今年年底,该集团有望完成一项可行性研究,为荷兰东北部埃姆沙万(Eemshaven)的电解器提供动力的新北海风电场。

它还计划与欧洲、国家、区域和地方当局讨论如何驾驭相关的监管和政策框架。

如果项目合作伙伴获得风电场和氢设施的必要许可,他们可以在2027年实现首次发电和制氢。

壳牌发言人无法确认731.5MW的Borssele III和IV风电场是否将包括在NortH2项目中。壳牌持有该风电场20%的股份,将于2021年投产。

同样,他也无法确定,在荷兰即将举行的海上风电招标中,是否会授予壳牌任何产能,从而实现3至4千兆瓦和10千兆瓦的目标。

他补充说,该项目最终可能会扩展到北欧其他国家的海上风力发电场和电解槽。

NortH2集团正在寻找新的合作伙伴。

该公司认为,到2040年,该项目每年可生产至多80万吨氢气,避免约700万吨的二氧化碳排放。

根据荷兰应用科学研究组织智库的数据,这大致相当于荷兰目前的氢生产总量。

5   2020-04-10 15:33:06.36 可再生能源规划应用在三年内增长了75% (点击量:1)

随着输气管道的持续增长,英国可再生能源项目(如太阳能发电厂)的规划申请数量再次跃升。

据能源咨询公司px集团称,2019年共有269份申请。

这一数字较2018年的204个、2017年的185个和2016年的154个有显著增长,因为中国正在推动一个更绿色的能源体系。因此,在短短三年内,项目数量增加了75%。

Px集团表示,这些数据表明,在英国寻求降低排放之际,人们对可再生能源有着强烈的需求。虽然这些项目需要数年才能结出硕果,但拥有一个强大的项目渠道对持续增长至关重要。

英国已经看到了能源转型的影响,根据英国国家电网(National Grid)的数据,2019年零碳能源的发电量将超过化石燃料,这在历史上尚属首次。

风能、太阳能和水力发电占英国总发电量的26.5%。其中,零碳能源占48.5%,而化石燃料占43%。

随着成本下降,英国的太阳能装置安装已经从补贴削减中反弹,使免费安装成为可能。去年12月,NextEnergy太阳能基金启用了英国第一家没有补贴的Staughton太阳能农场,其补贴额度为50万英镑,尽管补贴自由市场已经成为许多开发商关注的焦点。

根据太阳能媒体市场研究负责人Finlay Colville的最新分析,在2020年的头两个月,又有675兆瓦的地面安装的大型太阳能农场被添加到管道中。这使得345个站点的累计输电线路达到了7GW。

此外,可再生能源在本月早些时候也得到了提振,因为陆上风能和太阳能的差价拍卖合同已经公布。这受到了英国能源部门的普遍欢迎,尤其是考虑到补贴和支持的缺乏,导致这两种技术的采用速度放缓,尽管它们的成本大幅下降。

px集团首席执行官杰夫•霍尔姆斯(Geoff Holmes)表示,可再生能源管道项目的增长“非常令人鼓舞”。

“不用说,随着这些项目越来越多地启动,英国就能越快地实现清洁、绿色能源在英国能源中占据更大份额的目标。”

霍尔姆斯说:“当然,向地方议会提交计划和项目全面运作之间有一段时间差,所以更多的项目正在筹备之中,并不是一种权宜之计。”

6   2020-04-10 15:33:53.257 50%无碳发电项目对二氧化碳排放影响甚微 (点击量:2)

上周,美国能源情报署(EIA)发布了其年度《2020年能源展望》(AEO2020)的专题增刊。该补充讨论了替代政策案例,这些案例分析了围绕最近颁布的立法和法律法规的潜在变化的不确定性。这些替代政策案例中的一个,即50%无碳发电案例,增加了到2050年所有州50%无碳发电的州级政策要求,其中包括可再生能源发电、核能发电以及碳捕获和封存技术。在这种情况下,几座核电站没有退役,而是继续运营。

截至2020年初,美国已有29个州和哥伦比亚特区采用了可再生能源组合标准(RPS),即旨在提高可再生能源发电比例的政策。近年来,一些州将现有的可再生能源标准修订为无碳电力标准,扩大了合格技术的范围,提高了清洁能源的目标份额,并修改了目标日期。通过将符合条件的技术从单纯的可再生能源扩展到更广泛的无碳能源——尤其是核能,它占2019年美国发电量的20%——可以设定并实现更宏伟的二氧化碳减排目标。

在国家层面,美国已经在2019年使用无碳技术生产了40%的电力,包括核能、水力发电、风能、太阳能和其他一些能源。在AEO2020的参考案例中,假设现行的法律法规在整个预测期间仍然有效,到2050年,全国无碳发电的份额将增加到50%以上,尽管一些地区仍然低于50%。在50%无碳发电的情况下,到2050年,所有州至少50%的电力销售来自无碳或低碳发电。在全国范围内,到2050年59%的电力销售来自无碳或低碳发电。

无碳和低碳发电技术包括可再生能源,如风能和太阳能、核能、水力发电和某些使用碳捕获和封存技术(碳捕获和储存)的化石燃料发电。其他一些州的清洁能源政策通常包括地热、生物质和城市固体废物,在这种情况下,这些技术被认为是无碳的。

在50%无碳发电的情况下,风能和太阳能光伏发电的水平与参考情况类似,直到预测期的后期。到2050年,美国的风能发电量将比参考情况高出10%,太阳能发电量将比参考情况高出17%。与AEO2020的参考情况相比,核能在2050年的发电量增加了19%。

7   2020-04-10 15:30:58.973 使用电解槽生产可再生氢 (点击量:0)

氢作为一种清洁能源在世界各地越来越受欢迎,在运输、固定电源、航空、航运等领域都有应用。当用作燃料电池系统的燃料时,该反应的唯一副产品是电、热和水,这表明各个市场部门都有显著的减排潜力。除了脱碳的最终用途,还有许多工作正在进行,以减少碳强度的氢生产本身。这些方法包括从生物质或生物甲烷中生产氢,以及利用风能或太阳能的可再生电力为电解槽供电。电解是用电把水分解成氢和氧的过程。然后,氢可以被储存起来,作为燃料电池汽车的燃料,为固定的燃料电池系统提供动力,或用于动力转化为气体的应用。利用氢来储存可再生能源产生的过剩电力显示出巨大的潜力。根据国际可再生能源机构(International Renewable Energy Agency)的数据,电解生产的可再生氢预计将迅速增长,欧洲目前的增长趋势是从兆瓦级增长到千兆瓦级。

 

电解槽是如何工作的

电解的工作原理与燃料电池相反,燃料电池的正极和负极由电解液分开。事实上,一些燃料电池可以反向操作产生氢气。通过让电流通过水,膜和电解质可以将水分离成氢和氧。

最常见的类型的电解槽利用聚合物电解质,碱性,或固体氧化物膜作为其核心组成部分。这些电解槽的化学成分和温度不同,适用于不同的环境。

 

应用程序

电力可以来自任何来源,但消除碳排放最有希望的选择是使用太阳能和风能等可再生能源。使用电解槽与可再生能源相结合,产生可再生的氢,并通过其生命周期将其转化为水,为最终用户提供真正的零排放燃料和能源。

政府、工业和环保组织都对使用电解来储存由“鸭子曲线”产生的多余可再生能源很感兴趣。“鸭子曲线是一种现象,当太阳能发电达到高峰时,白天会出现能源过剩,而需求却处于最低点。在晚上太阳下山,太阳能不再可用的时候,电力需求达到顶峰。通过将剩余的电能转化为氢气(电能转化为氢气),电力公司可以将可再生能源的使用从白天转移到晚上。这有助于解决发电过剩的问题,并在可再生能源短缺时增加需求。

例子

以下是电解在世界各地的应用实例。虽然欧盟在可再生能源驱动的电解槽方面处于领先地位,但许多其他国家对扩大其电解槽的使用表现出了兴趣。

丹麦

在丹麦,电解槽制造商和FCHEA成员Nel氢,丹麦能源公司Ørsted,和其他行业合作伙伴收到资助two-megawatt电解厂由近海风力涡轮机。Avedøre,丹麦工厂计划每天生产大约600公斤的氢燃料电池公共汽车、卡车、出租车。

Nel氢气公司也在丹麦弗雷德里西亚的壳牌炼油厂建立一个20兆瓦的电解槽。未来,该电解槽的容量将增加到10亿瓦。

 

荷兰

荷兰鹿特丹港(Netherlands Port of Rotterdam)正与英国石油(BP)和诺伊恩(Nouryon)合作,生产风能可再生氢气。

挪威

Nel已收到资助发展先进碱性电解槽在挪威,和千兆瓦核电站每年Herøya,挪威

 

南非

在南非,FCHEA成员Plug Power和英美资源集团正在开发一种燃料电池驱动的超重型采矿卡车的氢系统。Nel公司将提供一个3.5兆瓦的太阳能电解槽来为卡车生产氢气。

澳大利亚

澳大利亚可再生能源机构正在考虑为利用可再生能源的大型电解槽项目提供资金。

 

加拿大

魁北克已经部署了一个与氢燃料补给站相连的电解槽。

德国

德国的“银蛙”项目提议建立一个20亿瓦的太阳能发电厂,为电解氢提供动力。

 

法国

法国东南部与FCHEA成员液化空气公司(Air Liquide)合作开展了H2Haul运输项目,该项目打算使用电解槽。

瑞士

现代氢动力公司在瑞士有一个两兆瓦的电解槽厂,为燃料电池卡车提供氢气。

 

美国

在俄亥俄州,美国能源部资助了一个先进的项目,使用一个轻水核反应堆和一个电解装置来生产氢。

在夏威夷,美国空军正在使用电解装置为一架飞机牵引车生产氢气。

结论

电解制氢为储存可再生能源提供了机会。通过脱碳氢,公司可以进一步脱碳能源和钢铁等行业,并为运输提供更低的井轮排放。随着电解容量的增加,绿色氢燃料和能源储存的可用性也会增加,这是一种商业上可行的解决方案,也是化石燃料的替代品。

8   2020-04-10 15:32:16.973 研究团队发现氖可以改善等离子体屏障 (点击量:0)

研究欧洲联合环形(喷射)装置的科学家们发现,氖可以用来迫使聚变反应堆的排气系统在保持高性能的同时承受极高的热负荷。最近的试验使用氖来辐射和改善等离子体的边缘,即所谓的“基座”,它将极热的核心从较冷的层中分离出来,并远离材料表面。

JET由英国原子能机构在英国牛津附近的Culham聚变能源中心(CCFE)运营。来自28个欧洲国家的科学家使用它来进行未来无碳聚变能源潜力的研究,由欧洲聚变联盟协调工作,该联盟代表欧洲原子组织管理和资助欧洲聚变研究活动。JET正在进行一系列的测试,这些测试将为法国南部正在建设的新型国际实验聚变反应堆Iter的运行提供信息。

 

在使用托卡马克(tokamak)反应堆概念的捷特(JET)等机器中,一种被称为“转向器”的排气系统既能去除高温等离子燃料中的极端热量,又能去除其中的杂质颗粒。将JET扩展到像Iter这样的大型机器的一个问题是,后者的分流器组件将不能承受极端程度的余热,因为它们会损坏分流器。

 

CCFE说,对于这个问题,一个解决方案是使用天然气作为杂质(通常是氮气)冷却的等离子体辐射的热量在偏滤器内表面积更广泛的地区,但氮可以分解成其他化合物,导致氚化氨,这不是兼容喷气机的处理系统。

 

另一种选择是使用氖,但以前在喷气机上可用的加热功率水平意味着它不能达到和氮一样的效果而不影响托卡马克中等离子体的限制;聚变反应堆性能的关键因素。然而,利用增加的加热功率和额外的氖注入等离子体,科学家们发现效果一样好。

 

负责协调这项实验的卡琳·吉鲁(Carine Giroud)表示,霓虹灯可以用于辐射和改善底座的发现意义重大。

 

“我们从JET的中性光束加热系统中获得了额外的能量,这使得我们可以添加更多的霓虹灯,正是这两种元素导致了改进。我们还没有达到降低外打击点的分流瓦功率的目标,但是我们已经看到,在施加氖辐射的时候,分流瓦的温度并没有明显升高。在过去的几年里,我们可以用氮来做到这一点,但用氖不行——但现在我们可以了。”

9   2020-04-10 15:32:45.973 一种利用生物质生产氢的新型生物燃料系统 (点击量:1)

在韩国,蔚山国家科学技术研究院(简称UNIST)的一个研究小组提出了一种新的生物燃料系统,该系统利用生物质能中发现的木质素来生产氢。该系统利用钼催化剂对木质素进行分解,生成高附加值的化合物,该过程中所提取的电子能有效地生成氢气。

一种新的氢气生产技术已经被开发出来,该技术包括在生物质(如废木材)分解过程中产生的电子。生物质分解后产生的产物是一种高附加值的化合物,是一种提高制氢效率的二重技术。

电解水(H2O)是一种环保的制氢方法。电压作用于水,同时产生氢和氧。然而,在目前报道的技术中,氧发生反应(OER)缓慢而复杂,制氢效率低。这是因为氢气(H2)是由氢离子(H+)作为电子产生的,因为这些电子来自于氧的演化反应。

通过这项研究,Ryu教授和他的研究小组已经开发出一种新的生物燃料系统,该系统使用木质素作为电子供体,以减少氧发生反应(OER)的整体效率低下。这是利用钼基廉价金属催化剂(PMA)在低温下分解木质素,并提取过程中产生的电子产生氢气的原理。这种新装置的设计目的是将电子从木质素中沿着导线转移到发生析氢反应(HER)的电极上。

此外,通过木质素分解产生的香兰素或一氧化碳(CO)是各种工业过程中非常有用的物质。“木质素是自然界第二丰富的生物质,很难分解。然而,使用钼基催化剂(PMA),它很容易在低温下降解,”研究助理教授Yuri Choi说,他是这项研究的合著者。

10   2020-04-10 15:33:19.59 钙钛矿溶液老化:科学家找到解决办法 (点击量:1)

钙钛矿太阳能电池在过去十年发展迅速。但是和硅太阳能电池一样,钙钛矿太阳能电池的效率很大程度上取决于钙钛矿层的质量,这与它的结晶度有关。

遗憾的是,用于制造太阳能电池的钙钛矿溶液的老化过程使溶液不稳定,从而导致设备的效率和再现性较差。反应物和制备条件也是造成质量差的原因。

为了解决这些问题,中国科学院青岛生物能源与生物处理技术研究所(QIBEBT)的一个研究小组对钙钛矿溶液的老化过程提出了新的认识,并找到了避免副作用的方法。这项研究发表在3月17日的《化学》杂志上,题为“钙钛矿溶液老化:发生了什么?如何抑制?””。

该论文的通讯作者庞树平教授表示,尽管钙钛矿太阳能电池的研究已经进行了10年,但“对基础溶液化学的深入了解”并没有跟上其效率的迅速提高。

庞教授说:“通常情况下,我们需要高温和长时间才能完全溶解反应物,但一些副反应可能同时发生。”“幸运的是,我们找到了一种抑制它们的方法。”

庞教授说,获得一种高度稳定的钙钛矿溶液对商业化钙钛矿太阳能电池尤其重要,因为它将更容易制造出高稳定性的设备。

齐贝丁大学副教授、论文第一作者王晓表示,当碘化甲铵和碘化甲酰胺共存时,会发生侧缩合反应。它们代表了老化钙钛矿溶液中的主要副反应,尽管溶质和溶剂之间的其他副反应可以在非常高的温度下发生。

青岛科技大学研究生、本论文第一作者之一范颖萍研究了许多终止不良副反应的方法,但最终发现低沸点的硼酸三乙酯稳定剂非常有效。樊还指出,这是一种“清洁”的稳定剂,因为它可以在随后的热处理过程中完全从薄膜上除去。

有了这种新的稳定剂,钙钛矿太阳能电池的再现性有了很大的提高。“现在,在制造设备之前,我们不需要每次都提出新的解决方案,”来自QIBEBT的崔光磊教授说。他指出,这一发现对钙钛矿模块的制造“非常重要”。