储能:电动汽车很重要,但我们还需要更多

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更新于 Sat Apr 03 2021

使所有电气化

电话、冰箱和电视机都有什么共同点呢? 它们都使用电能形式的能源。

但有些东西直接使用石油和天然气等化石燃料,而不先将其转化为电力。 你认为哪两者使用最多的石油或天然气


为什么我们想要把(几乎) 所有东西用作电力呢? 因为干净的核反应炉、太阳能板及风机都制造电能。为了使用干净的电能,我们需要能够用电力而不是石油或天然气来启动运输和供热

电力转换成热能的运作很顺利,所以如果我们能够生产足够廉价、清洁的能源,电气化供热就相对容易。

那运输呢?电池电动车的价格已经变得可负担了,而且电动卡车也可能很快变成可行。这占了运输排放来源的71%。

运输排放份额

改善电池表现、生命周期和成本是转换成电动化运输的核心。但是,由于电池的重量,电池驱动的飞机和船舶仍不太可能成为普遍现实。

电池与喷气燃料

您可以在本课程的“高级”版本中了解这一切背后的所有电池技术。

储能能促进太阳能和风能吗?

储存能量是一项艰巨的任务。 我们的电网被设计为电力在产生的瞬间就被消耗掉,这太困难了。 可以这样想:当有人打开灯时,某处的发电厂必须立即略微增加其输出

这会给我们储存能源的时间和方式带来三个关键挑战。我们会逐一看这三个挑战。

第一级存储:秒到分钟

加利福尼亚2020年5月7日电力需求量

几分钟和几秒之间供需的小幅波动常常难以预测。 我们可以用各种类型的电池存储足够的能量来处理这些小颠簸MITSolarF,StorageAU]。 当我们需要一次性存储几个小时、几天或几个月的能源时,这会出现更大的问题...

第二级存储:小时到天

为什么我们需要跨小时的存储

太阳能板在白天发电量最多,但家庭用电需求高峰出现在晚上第二级存储 将帮助我们把在中午生产的电源(太阳出现时)存储起来,留到晚上使用。

帮助我们解决这些问题的技术有很多。以下是一些受欢迎的点子。 (请记住,充电意味着放入能量,而放电意味着释放能量。)

  • 抽水蓄能: 通过把水抽到山上来充电,将水存储在水库中。通过水的向下流动来转动涡轮机放电。
  • 液流电池: 像普通电池一样, 但由液体而不是单纯固体材料组成
  • 热能存储: 大冰箱。通过用电加热一种物质和冷却另一种物质来充电;使用温差旋转涡轮机来放电
  • 压缩空气: 将空气挤进地下的一个洞里来储放能量;释放空气并让它旋转涡轮机来放电

抽水蓄能是目前最常用的储存解决方案,但不幸的是,它只适用于有大型山区的地方[IRENA3,HydroPotential]。 其他现有技术不幸地要么太贵,要么就是技术上不适合 用于这种能量存储。 例如, 专家们说,电动车中使用的电池价格高了15到25倍,无法用于第二级电网式储存

幸运的是,随着我们进行更多的研究加上能源储存市场的发展,我们仍有改进的潜力。想要更详细的储存技术分析,请查看此课程的“高级”版本。

第三级存储:周至月

第三级存储需要存储能量到 一年 中的其它日子,而不是一天中的其他时间。 这对距离赤道更远的国家尤其重要,因为那里不同季节会有更大的差异

季节性存储需求取决于所在位置

我们目前针对此没有可规模化或实用的解决方案

我们能否避免第二级和第三级存储的需求?让我们来谈一谈核能的利弊以及它能如何帮助我们。

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