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美国正在推动脱碳其能源以符合Biden-Harris管理到2050年净零排放的目标.这个国家的主要城市中心喜欢纽约市新奥尔良也独立设定了到2050年实现净零排放的时间表。

要实现脱碳,就必须建立能源储存系统,以便在无法获得可再生能源的情况下,电网也能正常运行。这样做将意味着扩大锂电池的存储范围,用于风能或太阳能等可再生能源。值得庆幸的是,这种技术正变得越来越容易获得。根据耶鲁环境360报告在美国,2020年该国安装的电池容量达到创纪录的12千兆瓦。这一数字预计将在未来几年内增加,到2025年将略高于70亿瓦。

但是,脱碳不同部位的经济部分存在挑战,特别是当从住宅建筑到企业的一切需要持续持续的能量存储,以较低的成本避免滑回化石燃料以供电以供电。

[有关的:本世纪旧的技术可能是储能未来的关键]

为了满足这种挑战,国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员正在测试新的热能存储技术,该技术使用廉价的硅砂作为培养基。经济长持续时间通过使用低成本的热能储存和高效功率循环,否则被称为持久性项目,从风或太阳能占用过多的电力,并将其用于超级热硅砂。志文马是持久项目的研究员,将实验解决方案视为在不久的将来实现净零的一种方式。

“虽然电力脱碳具有明显的道路,但整个经济的脱碳 - 包括建筑物热和工业过程中的东西 - 更具挑战性,因为天然气非常便宜,使得难以取代,”马说在NREL上周的新闻发布会上。

该系统工作时的硅砂,具有很高的潜力保留和传导热能,重力通过加热器喂食,可以达到惊人的1,200°Celsius。烤,颗粒被送入绝缘筒仓,由混凝土进行储存。当需要能量时,沙子通过热交换器进行,然后将气体加压到动力涡轮机械和旋转发电机,产生电力。

筒仓的尺寸可以根据所需的能量来缩放或下降。(在NRER释放的图中,它们看起来很高的几个故事。)整个系统可以挂钩到现有的网格,或放入退役的煤或煤气厂。研究人员解释说,当风力和太阳能的有限时,峰值电气使用期间,储存的热能可以在峰值电力使用期间放电,例如在清晨或夜晚,当人们在家里和一次使用多个设备时,甚至。

具有二氧化硅砂,绝缘筒仓,涡轮机和发电机的热能存储系统图
持久项目开发的系统图。插图:nrel.

根据新闻稿,单一硅砂系统可存储高达26,000兆瓦时间(或26个Gigawatt小时)的热能。比较,美国核监管委员会的一份报告“对于传统发电机,如煤炭厂,兆瓦的容量将产生电力,这相当于每年400至900家所消耗的电力大约相同的电力。”然而,可再生能源像太阳能一样,一次会耗电较少。

MA这样的研究人员认为,在又一方使用硅砂进行热能储存,可以帮助更换煤和天然气等传统的加热燃料。更重要的是,沙子成本每吨50美元,比锂电池的每单位成本便宜得多(尽管价格正在下降还有)。

其他持久的研究人员喜欢帕特里克达文波特同意二氧化硅砂储存系统可以帮助淘汰更少的可持续能源。“带耐火材料的沙子和混凝土筒仓是非常便宜的材料,可以导致低成本的能量存储,”他在新闻稿中说.“传统的四小时存储技术不能很好地扩展到电网或城市规模,”他继续说,他指的是电池存储。“现在我们需要大规模的能源储存,这项技术很有意义。”

原型加热器目前在未公开的位置进行测试,PV杂志报道

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