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欧洲电网计划(EEGI)
EEGI是在战略能源技术计划指导下设立的欧洲工业计划之一。该计划提出了为期9年的示范项目,以加速欧洲未来电网的创新发展。方案更侧重于电网系统的创新,而不仅仅是单纯的技术创新,解决了在现实工作条件下,整合新技术的挑战并对结果进行验证。
EEGI希望在路线图和实施计划的基础上,与欧盟委员会、欧洲电力与燃气监管机构及其他利益相关者密切合作,共同推进示范项目的建设。
EEGI的目标是:增加可再生能源和分布式电源的承载能力;将各国电网整合成为联通整个欧洲的、以市场为基础的大电网;为客户提供高水平的电力供应;对新发展作出合理预期,如逐步实现电气化运输;让电网在未来变得更加经济有效,使客户受益;鼓励客户广泛参与到市场和提高能源效率的活动中来;在智能电网领域,为新的投资者开放市场并提供商业机会。
技术趋势分析
储能技术和智能电网是核心
在欧洲未来电网中,不仅有装机规模较大的发电厂,在可再生能源比重不断增加的情况下,还会有大量分散的、家庭用太阳能或热电联产装置。例如,在英国,很多家庭有自己的小锅炉。在这种电网结构下,促进了储能和电能质量控制技术的发展,因此欧洲未来供电结构是分布式发电和交互式供电。
要想大规模实现可再生能源供电,储能技术是电网技术的核心,是解决可再生能源间歇性供电问题的有效方案。现在主要的储能技术包括抽水蓄能、压缩空气蓄能、电池储能、超导磁储能等。全球范围内,该技术发展很快,特斯拉主打的家庭用锂电池Powerwall铅酸蓄电池点燃了电池储能的火焰。澳大利亚Redflow公司研发了更为高效的锌溴液流电池,不仅可以与家庭太阳能装备相配套,还可有效缓解电网设施投资矛盾。液态空气储能系统研究也获得突破,可不受地域限制,独立灵活地实现电力存储与释放。
在智能电网方面,为满足欧洲未来供电需求要进行大胆尝试,具有柔性、易接入、可靠、经济4个方面的特性。对提高电能传输能力和减少损耗的需要导致新型网络技术的兴起,如气体绝缘输电技术,超导性、高温运行技术、柔性交流输电技术等。
欧盟能源联盟提出,到2020年,所有成员国均实现装机发电互换率(即电网互联水平)至少达到10%,这仅仅是最低目标,因此对电网技术的发展提出了更高要求。
燃料电池和氢能源联合机构(FCH-JU)
该机构是一个独特的公私合作伙伴关系,在欧洲范围内,支持对燃料电池和氢能源的科学研究、技术开发和示范项目。目标是加速市场引进这些先进技术,发挥作用,把相关技术作为实现低碳能源系统的有效工具。
燃料电池是一种高效的转化技术,氢能源也是一种清洁能源载体,二者具有很大的潜力,有助于对抗二氧化碳的排放,解决欧洲面临的能源挑战,减少对碳氢化合物的依赖并促进经济增长及就业。FCHJU通过联合各界,努力将这些好处带给欧洲。燃料电池和氢能源将配合可再生能源技术应用于电力运输、促进分布式发电,帮助欧洲应对风能等发电方式间歇性的难题。FCHJU成员主要主要由三部分组成:欧盟委员会、HydrogenEurope燃料电池和氢工业的代表、N.ENERGY研究小组代表。
技术趋势分析
种类繁多,市场很大
燃料电池(FuelCell)是一种将存在于燃料与氧化剂中的能量直接转化为电能的发电装置,涉及化学热力学、电化学、电催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科的有关理论,具有发电效率高、环境污染少等优点。
按燃料处理方式的不同,可分为直接式、间接式和再生式。直接式燃料电池按温度的不同又可分为低温、中温和高温三种类型。间接式包括重整式燃料电池和生物燃料电池。再生式包括光、电、热、放射化学燃料电池等。按照电解质类型的不同,可分为碱型、磷酸型、聚合物型、熔融碳酸盐型、固体电解质型燃料电池。
目前,欧洲燃料电池市场蓬勃发展,德国是欧洲主要碱性燃料电池进出口贸易国,2014年德国进口碱性电池金额为2.25亿美元,法国进口金额为1.57亿美元,英国为1.77亿美元。
走在燃料电池研发前沿的国家是美国。碱性燃料电池(AFC)是第一个燃料电池技术的发展,最初应用于美国航空航天局的太空计划,在航天器上生产水和电力。据物理学家组织网报道,美国科学家开发出一种直接以生物质为原料的低温燃料电池。这种燃料电池只需借助太阳能或废热就能将稻草、锯末、藻类甚至有机肥料转化为电能,能量密度比基于纤维素的微生物燃料电池高出近100倍。
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