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1、中 國 科 學 院 文 獻 情 報 中 心中 國 科 學 院 文 獻 情 報 中 心2022 國外零碳能源科技部署及進展一、美國一、美國.101威斯康星大學麥迪遜分校發現氨轉化為氮的新方法.102多份研究報告闡述清潔氫能發展機遇和挑戰.103華盛頓大學開發微生物電合成生物燃料新方法.114結合微生物和多相催化將葡萄糖轉化為燃料前體.125美國南方公司和泰拉能源公司合作開發熔鹽快堆.126美能源部就實現凈零目標的先進核燃料項目征求公眾意見.137美能源部資助上億美元支持變革性能源技術研發和部署.138美能源部領導成立定日鏡聯盟推動行業脫碳.149美國智庫ITIF發布2021全球能源創新指數.14
2、10美韓合作開發高能量密度三維彈性固態電解質.1511美國斯坦福大學成功制備長循環壽命金屬鋰電池.1512美國能源部公布4.2億美元能源前沿研究中心第六輪資助招標.1613美國能源部支持開發波浪能前沿技術.1614美國研究團隊在慣性聚變中首次實現燃燒等離子體狀態.1715美國能源部資助下一代低成本清潔制氫技術.1716美國MARVEL微型反應堆項目完成原型建造.1817美國國家科學院研究未來化學工程新方向推進實現碳中和.1918美國能源部設立60億美元信貸計劃支持核能設施延壽.1919美國能源部投入近30億美元助力建立本土電池供應鏈.2020美國能源部為新清潔能源技術項目投資1.75億美元.2
3、0目錄目錄2023 年匯編2022 國外零碳能源科技部署及進展21美國能源部實驗室探討化石能源促進清潔氫能發展的作用.2122深度強化學習算法實現托卡馬克等離子體控制和位形優化.2123美國能源部投入1.5億美元推動清潔能源技術研發.2224美兩家能源公司聯合開發熔鹽快堆原型.2225美國斯坦福大學開發超薄和耐高溫固態聚合物電解質.2326美國馬里蘭大學開發高性能低成本無膜液流電池.2327美歐電池聯盟合作加強電池技術供應鏈.2428美國能源部資助3700萬美元開發儲能和生物能源技術.2429共價有機框架電解質介導助力開發可折疊固態電池.2530鉭/氧化鈦納米添加劑提高燃料電池催化劑耐久性.2
4、631美瑞科研人員聯合開發高效低成本鎳基燃料電池催化劑.2632新型正極保護材料助力4.8V高壓鋰離子電池結構穩定.2733美國能源部資助儲能、氫能及生物能源技術開發.2734通過氧摻雜開發高性能固態鈉電池玻璃電解質.2935美國能源部列出2023財年核能五點關鍵事項.2936利用順序分解無燒結合成法制備高性能固態電池.3037全無機鈣鈦礦太陽能電池創造17.4%轉換效率新紀錄.3138美國能源部為74個核能項目投資6130萬美元.3139美國能源部11.8億美元支持清潔能源示范.3240美智庫發布核能發展研究報告.3341美澳科研機構簽署新協議推進清潔能源研發合作.3342愛達荷國家實驗室首
5、次示范模擬微型核反應堆數字孿生技術.3443美國能源部多項資助支持清潔能源技術開發.3444美桑迪亞國家實驗室開發不依賴稀土磁體的新型風力渦輪機.372022 國外零碳能源科技部署及進展45美開展結構材料計算研究助推先進熔鹽反應堆建設.3746美國愛達荷國家實驗室開發超快電動汽車充電技術.3847X-energy完成高溫氣體反應堆開發項目.3848美國NREL與豐田汽車合作推進兆瓦級氫燃料電池發電系統.3949美韓企業擴大在微型反應堆研發與建設方面的合作.3950美國能源部多項資助支持清潔能源技術研發.4051美國NREL分析到2035年實現零碳電力的機遇和挑戰.4352桑迪亞國家實驗室利用布
6、雷頓循環技術向電網供電.4453美研究報告顯示退役燃煤電站改造核電站有助于碳中和.4454美國能源部部署三大領域攻關計劃.4555美國能源部資助多項清潔能源及節能技術.4656西屋電氣與安薩爾多能源合作開發下一代核電站.5057雙鹽電解質體系與熱調控協同策略實現鋰電池穩定快充.5058全球最大熔鹽測試設施完成建設.5159美國政府資助28億美元增強本土電動汽車制造能力.5160新型非銥基催化劑實現電解制氫穩定運行超1000小時.5261美國能源部投入3.24億美元支持清潔能源技術開發.5262美國能源部投入5.2億美元支持清潔能源技術.5563美英加強能源安全合作伙伴關系.5764環保低成本天
7、然磁黃鐵礦有望直接用作電池儲能材料.5765調節表面電勢實現全鈣鈦礦疊層電池創紀錄開路電壓.5866發光二極管驅動下過渡金屬光催化劑高效分解氨制氫.5867美阿貢國家實驗室研究太陽能部署對土壤生態系統的影響.5968美國能源部國家點火裝置首次實驗驗證聚變能量增益.592022 國外零碳能源科技部署及進展二、英國二、英國.611英國政府將每年投資2000萬英鎊用于潮汐能項目.612英國為生物質原料創新計劃提供第二階段資金.613英國政府撥款500萬英鎊啟動生物質制氫計劃.624英意澳研究人員首次成功證明量子電池力學原理.625英國政府投資6000萬英鎊開發海上風電項目.636英國撥款1億英鎊支持
8、新建核電站項目.637英核能技術公司獲新融資加速聚變能發電技術開發.648英國資助新型長時儲能技術.649英國意大利合作開發小型鉛冷快堆.6510英國研究與創新署支持低碳能源技術研發.6511英國發布戰略創新基金(SIF)下一輪資助領域.6712碘氧化鉍-釩酸鉍串聯器件實現長時間太陽能光電解制氫.6713BP發布世界能源統計年鑒2022.6814英國支持先進核能技術研發.6815功能化離子選擇聚合物膜實現長壽命液流電池.6916英國國家核實驗室與大學合作推進核能研究.7017利用電解質薄膜涂層策略有效促進固體鋰金屬電池穩定循環.7018英國投入3700萬英鎊支持生物質能技術創新.7119鈣鈦礦
9、-BiVO4柔性人工樹葉器件制備太陽能燃料.7120英國投入330萬英鎊支持下一代核技術.7221英、加兩國開展合作推進聚變能源商業化.7222英國企業計劃開發新型球形托卡馬克原型裝置.7323英國成功建成并網歐洲最大的儲能系統.742022 國外零碳能源科技部署及進展三、德國三、德國.751德國開發新工藝實現100%回收硅生產PERC太陽能電池.752德國萊布尼茨大學利用鎢基硫主體材料制備高性能鈉硫電池.753德科學家首次對不同電解質的袋式鋰硫電池進行多模態分析.764一鍋級聯催化反應實現合成氣高效制高級醇.765法蘭克福歌德大學開發出可存儲和釋放氫氣的雙向生物電池.776利用可擴展模塊實現
10、19.1%的大面積全鈣鈦礦疊層光伏組件.777德國計劃投資1775億歐元支持氣候行動和能源轉型.788杜伊斯堡-埃森大學研究人員探索用鐵來儲存氫氣.789金屬有機框架助力無負極鈉金屬電池循環效率超99%.7910德國和荷蘭共同資助綠氫和綠色化學品技術.7911德國企業計劃在哈薩克斯坦建造全球最大綠氫制造廠.8012德國投資5.5億歐元建立氫能特別基金.80四、歐洲其他國家四、歐洲其他國家.821歐盟發布2021年全球能源和氣候展望報告.822歐盟發布氫能戰略研究與創新議程.823歐盟委員會提供52億歐元資助氫項目.834歐盟發布歐洲能源聯盟進展評估報告.845法國投資8000萬歐元支持綠氫項目
11、(PEPR-H2)研發.856法國投資10億歐元開發核能領域顛覆性技術.857瑞士新工藝大面積鈣鈦礦太陽電池效率創造新紀錄.868瑞士信貸提出可再生能源技術創新的關鍵方向.869瑞士蘇黎世大學利用氨水刻蝕實現高效光電解水制氫.8710瑞士鈣鈦礦/硅疊層太陽能電池認證效率達到31.25%新紀錄.872022 國外零碳能源科技部署及進展11瑞士銅錫電催化劑實現近20%光催化CO2還原轉換效率紀錄.8812西班牙高等科研理事會利用新型光子催化劑實現高效制氫.8813西班牙巴斯克大學開發4V級高性能鋰金屬電池.8914西班牙協同化學工藝助力錫基鈣鈦礦太陽能電池穩定性創紀錄.8915瑞典能源局為建設鉛冷
12、小型模塊化反應堆原型提供資助.9016荷蘭薄膜硅太陽能電池光吸收率創造65%新紀錄.9017意大利激光優化工藝助力大面積鈣鈦礦太陽能電池刷新效率紀錄.9118意大利建造全球首個CO2電池儲能工廠.9119挪威船級社預測2050年氫能在全球能源中的占比僅為5%.92五、加拿大五、加拿大.931加拿大研究報告顯示核能大規模存儲有助于實現凈零目標.932加拿大支持小型模塊化反應堆技術發展.933加智庫研究指出小型模塊化反應堆對碳中和的重要作用.94六、日本六、日本.951日本NEDO發布2022年度“能源與環境新技術引領研究計劃”.952日本NEDO資助下一代太陽電池技術開發.953日本科學家開發出
13、高能量密度鋰空氣電池.964智慧能源電網架構模型標準化國際指南發布.965新型催化體系助力CO2和廢棄太陽能電池板雙循環.976日本NEDO支持開發電網穩定性和分布式能源控制技術.977首次使用脈沖中子束實現車載燃料電池內部水行為可視化.988東京大學實現光催化全分解水制氫表觀量子效率新突破.989日本智庫展望2023年能源、環境與經濟發展趨勢.99七、澳七、澳大利亞大利亞.1002022 國外零碳能源科技部署及進展1澳大利亞最大的可再生能源微電網多能互補系統實現并網.1002澳德啟動氫能創新技術孵化器支持發展氫供應鏈.1003澳大利亞將于2023年開始綠氫商業生產.1014澳大利亞將于202
14、2年啟動建設南半球最大的風電場.1015澳大利亞投資1億澳元開發70兆瓦及以上大型電池儲能項目.1016澳大利亞資助開發超低成本太陽能光伏技術.1027澳大利亞撥款近1.3億澳元啟動未來燃料計劃.1028澳大利亞啟動德澳氫能聯合資助項目首輪招標.1039澳大利亞CSIRO發布電力系統轉型研究路線圖.10310澳大利亞政府投資4500萬澳元擴建先進光伏中心.10411全氟聚醚基電解質制備超穩定全固態鈉金屬電池.10512澳迪肯大學開發碳氫化合物氣體高效存儲和節能分離技術.10513澳大利亞可再生能源署投資1600萬澳元加速生物能源研究.10614澳大利亞可再生能源署斥資5560萬澳元發展清潔能源
15、技術.106八、韓國八、韓國.1081韓國蔚山國立科學技術研究院提出電池硅負極成核新機制.1082新型雙層隔膜制備高效率鈣鈦礦太陽能電池.1083韓國能源研究所開發三維多孔碳載體制備無負極鈉金屬電池.1094韓國啟動氫燃料電池發電系統示范項目.1095超強導電海藻酸鈉水凝膠助力高性能超級電容器.1106聚丙烯酰胺水凝膠助力高效穩定太陽能光電解制氫.1107韓國企業聯合設立5000億韓元氫能基金.1118利用乙醇基綠色溶劑合成-甲脒三碘化鉛鈣鈦礦薄膜.1119 鈣鈦礦基光電陰極和生物質耦合太陽能制氫光電流密度創紀錄.1122022 國外零碳能源科技部署及進展10多國共同研討新一代燃料電池國際標準
16、化戰略.112九、俄羅斯九、俄羅斯.1141俄羅斯將于2036年前投入運行首座制氫核電站.1142俄羅斯向清潔能源項目投資近千億盧布.114十、沙特阿拉伯十、沙特阿拉伯.1161科學家成功開發商用級別耐濕熱鈣鈦礦太陽能電池.1162界面優化實現鈣鈦礦-硅疊層太陽能電池認證效率突破29.3%.116十一、新加坡十一、新加坡.1181利用新型共價有機框架制備高性能鋰硫電池.1182新加坡國立大學開發近中性條件下最高功率密度全有機液流電池.1183新加坡科研人員發現光催化高效電解水制氫技術.119十二、國際組織零碳能源科技部署及進展十二、國際組織零碳能源科技部署及進展.1201世界能源理事會發布低碳
17、氫能區域發展報告.1202國際能源署分析成員國能源技術研發與示范公共經費投入.1203國際能源署生物質能執行委員會發布2021年成員國報告.1214歐洲原子能論壇報告強調核能在歐盟低碳能源體系中的作用.1215國際能源署預測未來五年可再生能源發展趨勢.1226國際能源署發布2021法國能源政策回顧報告.1227經合組織核能署發布先進反應堆系統與未來能源市場需求報告.1238國際能源署:至2024年全球煤炭市場將保持強勁增長態勢.12392021年全球對能源轉型的投資達7550億美元.12410國際能源署發布追蹤清潔能源創新:聚焦中國報告.12411IEA:2021年全球二氧化碳排放量反彈至歷史
18、最高水平.12512全球風能理事會確定最具潛力的五大漂浮式風電市場.1252022 國外零碳能源科技部署及進展13國際可再生能源署預測未來綠氫成本和潛力變化.12614國際能源署分析電力系統發展分布式能源的潛力.12615IEA分析到2050年實現凈零排放的示范項目投資需求.12716REN21發布全球可再生能源現狀報告2022.12717IEA世界能源投資報告2022剖析全球能源投資態勢.12818國際能源署發布保障清潔能源供應鏈安全報告.12819IRENA分析可再生能源在中國碳中和路徑中的作用.12920經合組織核能署發布核能熱電聯產研究報告.13021國際能源署發布清潔能源轉型的安全性
19、2022報告.13022國際能源署等聯合發布2022年突破性議程報告.13123聯合國歐洲經委會分析碳中和概念下技術相互作用.13124國際能源署發布2022年全球氫能評論.13225國際能源署發布追蹤商業部門清潔能源創新報告.13326彭博新能源財經指出日本氨煤共燃策略是一種昂貴的脫碳方法.13327國際能源署發布清潔能源進展追蹤報告.13428國際原子能機構發布報告回顧與展望核電產業發展趨勢.13529國際能源署發布世界能源展望2022報告.13530能源轉型委員會提出實現1.5 目標優先行動領域.13631能源轉型委員會發布美國能源轉型凈零路徑報告.13732彭博新能源財經指出綠氫即將迎
20、來極速增長階段.13733國際能源署發布凈零轉型中的煤炭報告.13734國際可再生能源機構提出七國集團加速氫能部署的行動建議.13835國際能源署預測到2025年可再生能源將成最大電力來源.1392022 國外零碳能源科技部署及進展10一、美國一、美國1威斯康星大學麥迪遜分校發現氨轉化為氮的新方法威斯康星大學麥迪遜分校發現氨轉化為氮的新方法2021 年 11 月 8 日,美國威斯康星大學麥迪遜分校研究團隊提出了一種基于氨和氮相互轉化的氮能源經濟。研究發現,將氨添加到含有類鉑元素-釕的金屬催化劑中會自發地產生氮氣,意味著不需要增加額外能量就可以將氨轉化為氮,這一過程也可以用來發電。如果該反應發生
21、在一個燃料電池中,使氨和釕在電極表面反應,便可以產生清潔電力。研究團隊表示,下一步將弄清楚如何設計相應的燃料電池,并以環境友好的方式創造制作電池所需的原始材料。來 源:來 源:Nature Chemistry.Spontaneous N2Formation by a Diruthenium Complex EnablesElectrocatalytic andAerobic Oxidation ofAmmonia1(秦冰雪)2多份研究報告闡述清潔氫能發展機遇和挑戰多份研究報告闡述清潔氫能發展機遇和挑戰近期,美國能源部(DOE)以及多個智庫相繼發布報告,闡述了清潔氫能的基礎科學問題以及未來趨勢和
22、挑戰等,提出了促進氫能發展的針對性建議。2021 年 10 月 14 日,美國能源部發布 碳中和氫能技術的基礎科學報告,提出了綠氫基礎科學四個優先研究方向,包括:發現和控制材料和化學過程以徹底革新電解制氫系統;操控氫的相互作用機制以充分發揮氫燃料潛力;闡明能源效率和原子效率相關的復雜界面結構、演化和化學問題;認識并緩解性能退化過程以提高氫能系統的耐用性。2021 年 11 月 3 日,世界氫能理事會與麥肯錫公司聯合發布氫能實現凈零排放 報告指出,到 2030 年,全球對低碳氫的需求將增長 50%,1https:/ 國外零碳能源科技部署及進展11電解槽容量需達到 200250 吉瓦;到 2050
23、 年氫能可為 22%的終端能源需求提供最經濟的脫碳方案,累計將減少 800 億噸碳排放,氫能需求將達 6.6 億噸,需部署 34 太瓦電解槽。報告強調,盡管當前全球已宣布520 多個大型氫能項目,直接投資達到 1600 億美元,但到 2030 年需要增加 4 倍投資才能使世界走上凈零軌道。2021 年 11 月 18 日,德國能源轉型智庫(Agora Energiewende)發布關于氫能的 12 個觀點報告指出,氫能在助力氣候中和方面的作用僅次于電氣化,到 2050 年零碳氫或氫基燃料將占全球終端能源需求約 1/5;綠氫應用需要制定工業、電力、航運和海運領域的針對性政策工具;應做好輸配網絡準
24、備以應對氫能規?;瘧?;歐洲發展綠氫將面臨社會接受度和成本挑戰。2021 年 11 月 30 日,日本智庫全球環境戰略研究所(IGES)發布氫能社會在亞洲成為現實的可行性評估報告,從環境、經濟和地緣政治三個維度評估了氫能促進亞洲清潔能源轉型的可行性。分析表明,日、韓、印、中等國的氫能相關政策需要優先考慮綠氫;政府需制定財政激勵措施以促進從灰氫和藍氫向綠氫的過渡;需建設基礎設施,為燃料、原材料和相關技術的進出口提供便利。此外,由日本領導的以互利合作創新為核心的區域合作框架也有助于促進在亞洲實現氫經濟。來 源:來 源:U.S.Department of Energy.Foundational Sc
25、ience for Carbon-Neutral HydrogenTechnologies1;Hydrogen Council.Hydrogen for Net Zero2;Agora Energiewende.12 Insights onHydrogen3;IGES.Making Hydrogen Society a Reality in Asia:a Feasibility Assessment4(岳芳 滕飛 李嵐春 郭楷模)3華盛頓大學開發微生物電華盛頓大學開發微生物電合成生物燃料新方法合成生物燃料新方法2021 年 11 月 22 日,美國華盛頓大學研究人員通過在正丁醇生物合1http
26、s:/science.osti.gov/-/media/bes/pdf/reports/2021/Hydrogen_Roundtable_Brochure.pdf2https:/ 國外零碳能源科技部署及進展12成途徑引入無氧(厭氧)光能自養生物沼澤紅假單胞菌 TIE-1,實現了在野生型 TIE-1、缺乏固氮途徑的突變體、以及缺乏乙酰輔酶 A 消耗(多羥基丁酸和糖原合成)途徑的突變體中合成正丁醇,該反應過程僅使用可再生且天然豐富的二氧化碳、太陽能光伏發電和光能。該研究是使用太陽能電池板供電的微生物電合成生物燃料的首次嘗試,研究表明沼澤紅假單胞菌 TIE-1 可作為生產正丁醇的一種有吸引力的微生物
27、類型。來源:來源:Communications Biology.n-Butanol Production by Rhodopseudomonas Palustris TIE-11(秦阿寧)4結合微生物和多相催化將葡萄糖轉化為燃料前體結合微生物和多相催化將葡萄糖轉化為燃料前體2021 年 11 月 22 日,美國紐約州立大學研究人員報道利用經過基因工程改造的大腸桿菌,將葡萄糖轉化為 3-羥基脂肪酸,再使用五氧化二鈮(Nb2O5)催化劑轉化為烯烴。烯烴是含有碳碳雙鍵的碳氫化合物,是生物燃料、潤滑劑和聚合物的重要前體。該研究開辟了用葡萄糖等可再生資源制造生物燃料的新工藝。來源:來源:Nature C
28、hemistry.A dual Cellularheterogeneous Catalyst Strategy for the Production ofOlefins from Glucose2(吳曉燕 陳方)5美國南方公司和泰拉能源公司合作開發熔鹽快堆美國南方公司和泰拉能源公司合作開發熔鹽快堆2021 年 11 月 29 日,美國南方公司(Southern Company)宣布與泰拉能源公司(Terra Power)聯合開發熔鹽快堆(MCFR)。美國能源部已經為該項目投入了超過 4500 萬美元的成本分攤資金,以進一步確定和測試反應堆中使用的材料。MCFR 將在優化后作為商用反應堆運行,裝
29、機容量可達 120 萬千瓦。兩家公司正在進行綜合效應試驗,目前已進1https:/ 國外零碳能源科技部署及進展13入最終設計階段,預計將于 2022 年初或更早進行試驗。與其他更復雜的核反應堆概念相比,MCFR 具有顯著的安全性和經濟效益。來源:來源:U.S.Department of Energy.Southern Company and Terra Power Prep for Testing onMolten Salt Reactor1(徐英祺 陸穎)6美能源部就實現凈零目標的先進核燃料項目征求公眾意見美能源部就實現凈零目標的先進核燃料項目征求公眾意見2021 年 12 月 14 日,美
30、國能源部(DOE)表示,其正就一個新的先進核燃料項目征求公眾意見,該項目將確保美國擁有足夠的高含量低濃縮鈾(HALEU)燃料以助力碳中和目標。該項目的建立對于先進反應堆的示范和商業部署至關重要,其包括兩個示范項目,該項目將通過兩黨基礎設施法獲得 25 億美元的資金,以支持美國實現氣候、國家安全和創造就業的目標。HALEU 的鈾-235 含量在 5%20%,大多數美國先進的反應堆都需要這種材料,以實現更小的設計,從而獲得更大的單位體積功率。DOE 預計,到 2030 年,美國將需要超過 40 公噸 HALEU,以便能夠支持新的先進反應堆正常運行,支持美國政府 2050 年凈零排放目標。來源:來源
31、:Office of Nuclear Energy.Department of Energy Seeks Input on Creation of HALEUAvailability Program2(徐英祺 陸穎)7美能源部資助上億美元支持變革性能源技術研發和部署美能源部資助上億美元支持變革性能源技術研發和部署2021 年 12 月 16 日,美國能源部先進能源研究計劃署(ARPA-E)資助 1 億美元支持“有應用潛力的領先能源技術種子孵化”(SCALEUP)主題研發計劃新遴選項目,主要聚焦 7 大主題,包括:電網,如電網輸配網絡、電網儲能技術等;交通運輸,涉及替代燃料、燃料電池等;1htt
32、ps:/www.energy.gov/ne/articles/southern-company-and-terrapower-prep-testing-molten-salt-reactor2https:/www.energy.gov/ne/articles/us-department-energy-seeks-input-creation-haleu-availability-program2022 國外零碳能源科技部署及進展14建筑能效,涵蓋熱電聯產、需求響應、照明等技術;基于化石能源/核能的能源/電力生產,如聯合循環發電、CCUS、化石能源轉化高價值化學品等技術;可再生能源電力,包括太陽
33、能、風能、海洋能源等;生物能源,涵蓋生物培育、生物質催化轉化、生物燃料電池等;其他能源技術,涉及淡水制取、能效提升、熱利用等技術。來源:來源:U.S.Department of Energy.U.S.Department of Energy Announces$100 Million toSupport Cutting-Edge Clean Energy Technologies18美能源部領導成立定日鏡聯盟推動行業脫碳美能源部領導成立定日鏡聯盟推動行業脫碳2021年12月20日,美國能源部(DOE)國家可再生能源實驗室(NREL)與桑迪亞國家實驗室(SNL)及澳大利亞太陽能熱研究所合作成立“
34、定日鏡聯盟”(HelioCon),旨在改進定日鏡成本、性能和可靠性,以實現DOE 針對聚光太陽能熱發電(CSP)技術到 2030 年達到 5 美分/千瓦的太陽能成本目標。定日鏡是 CSP 的關鍵部分,具有低成本熱能存儲的 CSP可為難以脫碳的行業提供高溫熱量。定日鏡聯盟將成為集中開發先進定日鏡技術的集體力量,以推動美國到 2050 年實現凈零碳排放目標。來源來源:NREL.NREL Launches New International Consortium to Advance High-tech MirrorsUsed in Solar Plants2(王姝婷 李娜)9美國智庫美國智庫 IT
35、IF 發布發布 2021 全球能源創新指數全球能源創新指數2022 年 1 月 10 日,美國信息技術與創新基金會(ITIF)發布 2021年全球能源創新指數(GEII),審查全球能源創新表現:全球風能和太陽能發電的成本大幅下降,電動汽車電池成本也呈現下降;低碳能源公共研究、開發和示范投資自 2015 年以來適度增長(29%),大部分都流向了應用更廣泛的技術集合,而對未來脫碳至關重要的新興清潔1https:/arpa-e.energy.gov/news-and-media/press-releases/us-department-energy-announces-100-million-sup
36、port-cutting-edge-clean2https:/www.nrel.gov/news/press/2021/nrel-launches-new-international-consortium-to-advance-high-tech-mirrors-used-in-solar-plants.html2022 國外零碳能源科技部署及進展15能源技術并未獲得同等規模的研發投資;清潔能源高價值專利數量呈現下降,國際合作發明的比例仍然很低;清潔能源技術出口增長率(8%)落后于全球 GDP 增長率(13%);清潔能源消費正在增長,但不足以抵消化石燃料的消費;絕大多數的有效碳價低于 60 歐
37、元的基準,無法促進主要經濟體各領域的清潔能源轉型;創業生態系統成為亮點,早期風險資本投資自 2015 年以來增長 165%,且大部分進入了汽車領域。來源來源:Information Technology&Innovation Foundation.Mission Critical:The Global EnergyInnovation System Is Not Thriving1(李姝影 張嫻)10美韓合作開發高能量密度三維彈性固態電解質美韓合作開發高能量密度三維彈性固態電解質2022 年 1 月 12 日,美國佐治亞理工學院與韓國科學技術院合作利用丙烯酸丁酯(BA)、丁二腈(SN)和雙(三
38、氟甲磺?;啺蜂嚕↙iTFSI)組成的均相溶液在組裝好的電化學池中 70 聚合,合成了內置塑料-晶體嵌入彈性體電解質。銅箔上原位形成的彈性體電解質可適應長時間的鋰電鍍和剝離過程的體積變化,庫侖效率為 100.0%。制備的全固態鋰電池在環境溫度下,能量密度超過 410 瓦時/千克,庫倫效率為 99.4%。該彈性體電解質表現出高離子電導率、低界面電阻和高鋰離子遷移數,助力高能固態鋰電池的穩定運行。來源:來源:Nature.Elastomeric Electrolytes for High-energy Solid-state Lithium Batteries2(湯勻)11美國斯坦福大學成功制
39、備長循環壽命金屬鋰電池美國斯坦福大學成功制備長循環壽命金屬鋰電池2022 年 1 月 13 日,美國斯坦福大學研究人員以 1,2-二乙氧基乙烷(DEE)分子為基體,精細調控了端基的氟化程度與分子相互作用,合成了一系列氟化 1,2-二乙氧基乙烷(FDEE),實現了金屬鋰電池電極1https:/itif.org/publications/2022/01/10/mission-critical-global-energy-innovation-system-not-thriving2https:/ 國外零碳能源科技部署及進展16穩定性和高導離子率的平衡。結果顯示,金屬鋰電池循環效率高達 99.90.
40、1%,是迄今所報道的最高紀錄。在充放電快速循環條件下,金屬鋰沉積形貌依然非常理想,無鋰枝晶存在。該工作的分子設計理念和精細分子調控的思想為將來的電解液工程提供了一個新的方向。來源:來源:Nature Energy.Rational Solvent Molecule Tuning for High-performance Lithium MetalBattery Electrolytes1(湯勻)12美國能源部公布美國能源部公布 4.2 億美元能源前沿研究中心第六輪資助招標億美元能源前沿研究中心第六輪資助招標2022 年 1 月 13 日,美國能源部(DOE)發布招標公告,將投入 4.2億美元支
41、持能源前沿研究中心(EFRCs)第六輪資助,旨在通過清潔能源技術、先進和低碳制造以及量子信息科學的基礎前沿研究來推進氣候解決方案,以實現到 2050 年凈零排放目標。本次招標的優先研究方向包括:清潔能源基礎科學,涵蓋氫能、液態太陽燃料、核能、催化科學、電力儲能、能源-水系統、地下技術和工程、碳捕集、太陽能利用等;先進制造,涉及變革性制造、聚合物化學升級再造、微電子、合成科學等;其他優先領域,涉及化學和材料科學的量子計算、下一代量子系統、變革性實驗工具的創新和發現、能源相關技術的量子材料等。來源:來源:U.S.Department of Energy.DOE Announces$420 Mill
42、ion to Advance Clean EnergyBreakthroughs at Energy Research Centers Across America2(岳芳)13美國能源部支持開發波浪能前沿技術美國能源部支持開發波浪能前沿技術2022 年 1 月 25 日,美國能源部(DOE)宣布投入 2500 萬美元支持8 個創新波浪能項目,旨在推進對波浪能技術的研究、開發和示范以加快其大規模部署,助力電力的多樣化發展以實現電網脫碳。此次資助的1https:/ 國外零碳能源科技部署及進展17項目將在俄勒岡州海岸附近的 PacWave 測試場進行水域測試,重點關注3 個主題領域:在 PacWa
43、ve 設施中測試用于遠程和微電網的波浪能轉換器系統設計,以及可產生公開可用數據和知識的波浪能轉換器系統;開發穩健的波浪能轉換器系統設計以產生離網或并網電力;利用PacWave 測試設施進行有潛力的波浪能技術研發,涉及波浪能轉換器系統及組件、環境監測技術、儀器儀表和健康監測系統、波浪測量系統和其他支持技術。來源:來源:U.S.Department of Energy.DOE Announces$25 Million for Cutting-Edge Wave EnergyResearch1(岳芳)14美國研究團隊在慣性聚變中首次實現燃燒等離子體狀態美國研究團隊在慣性聚變中首次實現燃燒等離子體狀態
44、2022 年 1 月 26 日,美國能源部勞倫斯利弗莫爾國家實驗室百余位研究人員組成的團隊發表了一項重大突破性成果。利用美國國家點火裝置(NIF)提供 1.9 兆焦耳的輸入能量,在輻射腔中產生 X 射線,通過X 射線燒蝕壓力間接驅動燃料艙,導致在內爆過程中,通過機械功壓縮和加熱燃料,實現了燃燒等離子體狀態。研究團隊僅使用一個含有不到1 毫克氫同位素的毫米大小的球體,實現了 170 千焦耳的聚變能量輸出。來源:來源:Nature.Burning Plasma Achieved in Inertial Fusion2(湯勻 彭皓)15美國能源部資助下一代低成本清潔制氫技術美國能源部資助下一代低成本
45、清潔制氫技術2022 年 2 月 7 日,美國能源部(DOE)宣布投入 2800 萬美元用于清潔氫的研發和前端工程設計(FEED)項目,旨在開發創新下一代制氫技術,從城市固廢、殘留煤炭廢物、廢塑料和生物質原料中低成本生1https:/www.energy.gov/articles/doe-announces-25-million-cutting-edge-wave-energy-research2https:/ 國外零碳能源科技部署及進展18產清潔氫,推進實現將清潔氫成本在 10 年內降至 1 美元/千克的目標。此次資助由兩黨基礎設施法案提供資金,重點關注如下主題:通過工藝優化和模塊化技術減少
46、清潔氫生產成本;從廢物和生物質中大規模生產氫氣;廢塑料共氣化結合碳捕集制氫中的傳感器和控制技術;甲烷蒸汽重整制氫裝置部署碳捕集系統的 FEED 研究;甲烷自熱重整制氫裝置部署碳捕集系統的 FEED 研究。來 源:來 源:U.S.Department of Energy.U.S.Department of Energy Announces$28 Million toDevelop Clean Hydrogen1(岳芳 王姝婷 李娜)16美國美國 MARVEL 微型反應堆項目完成原型建造微型反應堆項目完成原型建造2022 年 2 月 7 日,美國能源部(DOE)宣布,歷時 9 個月其支持的 MAR
47、VEL 微型反應堆的全尺寸電加熱原型已在愛達荷國家實驗室(INL)完成建造。該原型將有助于驗證可在未來兩年內投入使用的示范微反應堆的最終設計。微反應堆不同于一般核電站反應堆,是一種非常小的、工廠制造的、可運輸的反應堆,可以為民用、工業和國防能源部門的分散發電提供電力和熱量。DOE 于 2021 年 4 月底宣布了其開發可產生 100 千瓦功率的鈉鉀冷卻微反應堆的項目計劃,即 MARVEL,并計劃于 2024 年將該反應堆連接到 INL 開發的世界首個核微電網。MARVEL 原型將用于測試微反應堆應用、開發監管審批流程、評估遠程監控系統以及開發自主控制技術。它還將用于探索和測試此類微反應堆在各種
48、電氣應用和非電氣應用中的能力,例如水凈化和用于區域供熱的低品位熱生產。來源:來源:Office of Nuclear Energy.Idaho National Laboratory Builds Full-Scale Prototype forMicroreactor Project2(徐英祺 陸穎)1https:/www.energy.gov/fecm/articles/us-department-energy-announces-28-million-develop-clean-hydrogen2https:/www.energy.gov/ne/articles/idaho-nation
49、al-laboratory-builds-full-scale-prototype-microreactor-project2022 國外零碳能源科技部署及進展1917美國國家科學院研究未來化學工程新方向推進實現碳中和美國國家科學院研究未來化學工程新方向推進實現碳中和2022 年 2 月 9 日,美國國家科學院、工程院和醫學院聯合發布化學工程新方向報告,建議對美國化學工程相關科研和產業活動進行新的投資,并開展必要的跨學科、跨部門合作,以推進實現碳中和轉型的社會目標,確??沙掷m生產和使用食品和水,開發先進的醫療技術和工程解決方案以實現健康公平,減少制造業的浪費和污染。報告提出了化學工程助力能源系
50、統脫碳 4 大方向:開發新的低碳或零碳能源技術;推進光化學領域的發展;盡量減少能源系統耗水量;以及開發具有成本效益且安全的碳捕集、利用和封存技術。來 源:來 源:National Academies of Sciences,Engineering,and Medicine.New Directions forChemical Engineering1(湯勻)18美國能源部設立美國能源部設立 60 億美元信貸計劃支持核能設施延壽億美元信貸計劃支持核能設施延壽2022 年 2 月 11 日,美國能源部(DOE)啟動了一項 60 億美元的民用核信貸計劃,以支持現有核電廠的長期運行。該項目是美國基礎設
51、施投資和就業法的一部分。核能發電目前提供了美國清潔電力中的52%。美國政府已將目前運行的 93 座核反應堆列為到 2050 年實現全經濟凈零排放的重要資源。這項新的信貸計劃允許美國商業反應堆的所有者或運營商申請認證,并以競爭性方式競標信貸,以支持現有核反應堆延壽。申請者必須證明反應堆將因經濟原因關閉,并證明關閉將導致空氣污染增加。美國能源部長表示 DOE 致力于保持 100%的清潔電力,防止核反應堆過早關閉,這對于加強美國的能源安全和實現氣候目標至關重要。1https:/nap.nationalacademies.org/catalog/26342/new-directions-for-che
52、mical-engineering2022 國外零碳能源科技部署及進展20來源:來源:DOE.DOE Establishes$6 Billion Program to Preserve Americas Clean Nuclear EnergyInfrastructure1(徐英祺 陸穎)19美國能源部投入近美國能源部投入近 30 億美元助力建立本土電池供應鏈億美元助力建立本土電池供應鏈2022 年 2 月 11 日,美國能源部(DOE)發布兩份資助招標計劃,即“電池材料加工和電池制造”計劃和“電動汽車電池回收和二次利用”計劃,共提供 29.1 億美元以推動電動汽車和電池儲能技術在國內開發和制
53、造。計劃將確保美國能夠建立本土電池供應鏈,提高經濟競爭力,實現能源獨立和國家安全。具體實施內容包括:新建電池原材料開發、加工、電池組件制造工廠,示范電池回收再利用并整合到電池供應鏈。來源:來源:U.S.Department of Energy.Biden Administration,U.S.Department of Energy to Invest$3 Billion to Strengthen U.S.Supply Chain for Advanced Batteries for Vehicles and Energy Storage2(湯勻 秦阿寧)20美國能源部為新清潔能源技術項目投
54、資美國能源部為新清潔能源技術項目投資 1.75 億美元億美元2022 年 2 月 14 日,美國能源部先進能源研究計劃署(ARPA-E)宣布為開放式招標(OPEN 2021)計劃的 68 個研發項目提供 1.75 億美元,旨在開發能源領域顛覆性技術。資助項目側重于以下技術:開發更高效燃料電池來實現美國汽車的電氣化;開發顛覆性高功率密度電機,通過超緊湊型 10 MW+電氣化飛機推進系統來實現航空電氣化;開發新系泊和錨固方法,以實現成本過高地區的電網規模浮動式風力渦輪機和流體動力系統;開發高效熱能架構,降低數據服務器的冷卻功耗,并為建筑物提供供暖和制冷;尋求使用鎂電池替代鋰電池建立快充交通解決方案
55、,增強美國電池供應鏈的安全性。1https:/www.energy.gov/articles/doe-establishes-6-billion-program-preserve-americas-clean-nuclear-energy-infrastructure2https:/www.energy.gov/eere/articles/biden-administration-us-department-energy-invest-3-billion-strengthen-us-supply-chain2022 國外零碳能源科技部署及進展21來源:來源:U.S.Department of
56、Energy.DOE Announces$175 Million for Novel Clean EnergyTechnology Projects1(劉莉娜)21美國能源部實驗室探討化石能源促進清潔氫能發展的作用美國能源部實驗室探討化石能源促進清潔氫能發展的作用2022 年 2 月 16 日,美國能源部國家能源技術實驗室(NETL)發布加速實現清潔經濟氫能未來-化石能源的作用報告,基于 45 個組織的 90 多名專家研討結果,探討了化石能源能夠為美國發展清潔氫能起到的作用,主要結論包括:要實現脫碳目標,清潔氫產量必須從 1000萬噸/年增加至2050年的5億噸/年;政府應實施稅收抵免和激勵措
57、施,資助研發和示范;碳捕集和封存對于化石燃料制氫至關重要,政府需要采取積極行動加以支持;工業界關注各種清潔制氫技術,改造現有化石燃料制氫設施也有較大潛力;對氫/氨路徑進行技術-經濟性和生命周期分析以支持政策決策;利用工業基地進行氫能早期部署;加強工業界、學術界、政府、非營利組織和社區的“全員參與”。來源:來源:National Energy Technology Laboratory.Fossil Energys Role in Accelerating A CleanAffordable Hydrogen Future Outlined in New Report2(岳芳)22深度強化學習算
58、法實現托卡馬克等離子體控制和位形優化深度強化學習算法實現托卡馬克等離子體控制和位形優化2022 年 2 月 16 日,谷歌旗下 DeepMind 公司和瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)聯合研究團隊通過深度強化學習算法,在可變位形托卡馬克(TCV)實驗中成功控制了核聚變等離子體。托卡馬克是用于核聚變研究的環形裝置,它借助強大的磁場將等離子體限制在數億攝氏度的1https:/www.energy.gov/articles/doe-announces-175-million-novel-clean-energy-technology-projects2https:/l.doe.gov/node/11
59、5622022 國外零碳能源科技部署及進展22極高溫狀態下,從而讓氫原子之間發生核聚變反應。此次研究為設計等離子體控制器打開了新方向,并有助于加速聚變科學研究。來源:來源:Nature.Magnetic control of tokamak plasmas through deep reinforcement learning1(楊況駿瑜 黃茹)23美國能源部投入美國能源部投入 1.5 億美元推動清潔能源技術研發億美元推動清潔能源技術研發2022 年 2 月 22 日,美國能源部(DOE)宣布提供 1.5 億美元的開放資金,資助提升能源技術效率,控制制造業碳排放的研究項目,以推進太陽能、下一代
60、電池以及碳捕集與封存等清潔能源技術的研發工作。該資金將支持基礎化學和材料研究的一系列研究課題,包括對受節能生物過程啟發的新型清潔能源方法。此外,該資金還將支持能源部“地球能源攻關”倡議(Energy Earthshots Initiative)中的各項計劃,包括旨在降低氫氣生產成本的“氫氣攻關”計劃(Hydrogen Shot),旨在降低電網規模性儲能成本和延長其儲能時間的“長時儲能攻關”計劃(LongDuration Storage Shot),以及旨在從大氣中清除和持久存儲二氧化碳的“負碳攻關”計劃(Carbon Negative Shot)。來源:來源:DOE.DOE Announces
61、$150 Million to Reduce Climate Impacts of Energy Technologiesand Manufacturing2(徐婧 謝黎 黃茹)24美兩家能源公司聯合開發熔鹽快堆原型美兩家能源公司聯合開發熔鹽快堆原型2022 年 2 月 23 日,美國泰拉能源公司(TerraPower)和南方公司(Southern Company)簽訂協議,將在愛達荷國家實驗室(INL)設計、建設和運行世界首個熔鹽快堆原型。該協議涉及的項目名稱為“熔融氯化物反應堆實驗”(MCRE),該項目被選為美國能源部(DOE)先進反應堆示范項目(ARDP)的資助項目,將推進泰拉能源的熔融
62、氯化物1https:/ 國外零碳能源科技部署及進展23快堆(MCFR)建設。該項目將為 MCFR 示范反應堆的設計、許可和運行提供信息。MCRE 項目不會涉及實際的核能發電應用,但它將以 500千瓦的功率運行,并對 MCFR 一些重要的物理性能進行示范。MCFR技術有潛力為未來提供低成本清潔能源,同時也能為目前難以脫碳的工業、海運等行業提供無碳、高品位的工藝熱。來 源:來 源:TerraPower.TerraPower and Southern Company to demonstrate the worlds firstfast-spectrum salt reactor at Idaho
63、National Laboratory1(徐英祺 陸穎)25美國斯坦福大學開發超薄和耐高溫固態聚合物電解質美國斯坦福大學開發超薄和耐高溫固態聚合物電解質2022 年 2 月 25 日,美國斯坦福大學崔屹教授利用電紡聚丙烯腈(PAN)基體和聚環氧乙烷(PEO)/Li 鹽離子導體,開發出一種用于全固態電池的新型可擴展、超薄和耐高溫固態聚合物電解質(SPEs)。結果表明,當在 120下循環時,基于該電解質的全固態電池具有出色的倍率性能,循環 500 次后比容量保持高達 73.8%,平均單次循環僅僅衰減約 0.05%的容量,表現出了優異的電化學穩定性。該工作為制備具有高能量密度、耐高溫和長壽命的超薄、
64、安全 SPE 提供了一種有效的技術路徑。來源:來源:Advanced Energy Materials.Scalable,Ultrathin,and High-Temperature-Resistant SolidPolymer Electrolytes for Energy-Dense Lithium Metal Batteries2(湯勻)26美國馬里蘭大學開發高性能低成本無膜液流電池美國馬里蘭大學開發高性能低成本無膜液流電池2022 年 3 月 11 日,美國馬里蘭大學研究人員報道了一種新型可逆的氯氧化還原液流電池(RFB),該電池利用氯氣/氯離子(Cl2/Cl-)氧化還原電對作為正極活
65、性材料,在鹽水或氯化鈉(NaCl)水溶液進行電解,并將生成的 Cl2提取并儲存在四氯化碳(CCl4)或石油醚中。CCl41https:/ 國外零碳能源科技部署及進展24或石油醚與 NaCl 電解液之間的不混溶性實現了無膜設計,Cl2/Cl-的理論容量為 755 毫安時/克,是目前 RFB 中使用的釩氧化物(226 毫安時/克)理論容量的兩倍多?;诖酥苽涞?RFB 在 10 毫安/平方厘米下擁有大于 91%的能量效率和 125.7 瓦時/升的能量密度。該項工作為今后開發高性能、低成本大規模液流電池提供了新的思路。來 源:來 源:Nature Communications.High-energy
66、 and Low-cost Membrane-free Chlorine FlowBattery1(湯勻)27美歐電池聯盟合作加強電池技術供應鏈美歐電池聯盟合作加強電池技術供應鏈2022 年 3 月 15 日,美國能源部和歐盟委員會宣布支持歐洲電池聯盟和美國鋰橋聯盟合作,以加速發展鋰離子電池和下一代電池供應鏈(包括關鍵原材料),包括:發展可持續的工業產能以滿足交通和能源系統對電池日益增長的需求;研究下一代高性能電池技術;確保關鍵原材料的可持續采購;加快電池回收和再利用(含回收關鍵原材料);增加電池行業勞動力投入;在支持向清潔能源經濟轉型時,優先考慮環境正義。來源:來源:Department o
67、f Energy.DOE and European Commission Support Collaboration Betweenthe U.S.Li-Bridge Alliance and European Battery Alliance to Strengthen Supply Chain for BatteryTechnologies2(李姝影 張嫻)28美國能源部資助美國能源部資助 3700 萬美元開發儲能和生物能源技術萬美元開發儲能和生物能源技術近日,美國能源部相繼推出兩項資助計劃支持開發下一代儲熱和儲氫技術,以及生物資源回收和能源轉化。2022 年 3 月 21 日,美國能源部
68、(DOE)化石能源和碳管理辦公室1https:/ 國外零碳能源科技部署及進展25宣布為 3 個項目提供 240 萬美元,以推進新型熱能和氫能存儲技術:石英砂或硅砂儲熱預前端工程設計,將 10 兆瓦時儲熱試點系統與發電廠集成;清潔儲氫項目,示范配備碳捕集與封存的天然氣制氫,實現儲氫規模超過 54 兆瓦時,用于天然氣熱電聯產設施的負荷跟蹤;具有成本效益的中長時儲氫預前端工程設計,對現有和新建化石燃料發電設施集成鋼筋混凝土復合儲氫原型進行研究,提高火電靈活性。2022 年 3 月 22 日,美國能源部宣布資助 3450 萬美元支持開發技術將社區廢物流轉化為高價值的生物燃料和生物產品,招標公告包括四個
69、主題領域:城市固體廢物原料預處理和高價值副產品開發技術;具有長期穩定性、同質性和長壽命的工程化微生物開發;穩健的生物催化轉化工藝設計;社區規模的有機廢物資源和能量回收。來源:來源:Department of Energy.DOE Invests$2.4 Million for Next-generation Energy StorageTechnologies1;Department of Energy Announces$34.5 Million for Improved Bioenergy ResourceRecovery and Conversion Systems2(湯勻 李娜娜 王姝
70、婷 李娜 吳曉燕)29共價有機框架電解質介導助力開發可折疊固態電池共價有機框架電解質介導助力開發可折疊固態電池2022 年 3 月 25 日,美國德克薩斯大學奧斯汀分校研究人員開發了一種新型液體電解質(DMALiTFSI),由溶解在二甲基丙烯酰胺(DMA)中的雙(三氟甲磺酰)亞胺鋰(LiTFSI)組成。鋰鹽可以引發 DMA 溶劑的共聚,從而構建出高延展性的聚合物電解質。實驗研究表明,這種改變的微環境以定向方式激活了鋰離子(Li+)的運動,從而促使 Li+電導率增加了 100 倍,在室溫下達到了 0.85 的轉移數。這種電解質介導策略為許多其他多孔材料實現安全柔性的固態電池鋪平了道路。來源:來源
71、:Advanced Materials.Foldable Solid-state Batteries Enabled by Electrolyte Mediation inCovalent Organic Frameworks31https:/www.energy.gov/fecm/articles/doe-invests-24-million-next-generation-energy-storage-technologies2https:/www.energy.gov/eere/articles/department-energy-announces-345-million-improv
72、ed-bioenergy-resource-recovery-and3https:/ 國外零碳能源科技部署及進展26(湯勻)30鉭鉭/氧化鈦納米添加劑提高燃料電池催化劑耐久性氧化鈦納米添加劑提高燃料電池催化劑耐久性2022 年 3 月 25 日,美國紐約市立大學-女王學院、伊利諾伊大學芝加哥分校、西北太平洋國家實驗室和馬里蘭大學研究人員發現在燃料電池的 Fe-N-C 催化劑添加鉭/氧化鈦(Ta-TiOx)納米顆粒,能夠主動清除自由基(如過氧化氫),提高催化劑的耐久性。通過熒光光譜和電子順磁共振波譜技術,確定納米顆粒的尺度以及 Ta 和 TiOx 的比例,量化自由基的濃度和評估催化劑的耐久性。結
73、果表明,當 Ta-TiOx 納米顆粒尺度在 5 納米左右,Ta 和 TiOx 比例為 6:4 時,過氧化氫的產率被抑制到 2%以下(減少了 51%),燃料電池的電流密度衰減從 33%降低到 3%。來源:來源:Nature Energy.Ta-TiOx Nanoparticles as Radical Scavengers to Improve the Durability ofFe-N-C Oxygen Reduction Catalysts1(騰飛)31美瑞科研人員聯合開發高效低成本鎳基燃料電池催化劑美瑞科研人員聯合開發高效低成本鎳基燃料電池催化劑2022 年 4 月 4 日,美國特拉華大學
74、和瑞士洛桑聯邦理工學院聯合開發一種鎳基催化劑,包含嵌入在氮摻雜碳上負載的鎳納米顆粒,根據 X射線、紫外光電子能譜和氫氣的化學吸附數據,鎳納米顆粒與載體之間的電子相互作用導致平衡的氫與氫氧化物的結合能,使其電化學表面積歸一化交換電流密度為 70 微安/平方厘米,是目前無鉑金屬電催化劑中的最高值。采用該催化劑的氫氧化物交換膜燃料電池在 95 下峰值功率密度能達到 488 毫瓦/平方厘米,是其他氫氧化物交換膜燃料電池的6.4 倍。來 源:來 源:Nature Materials.An Efficient Nickel Hydrogen Oxidation Catalyst for Hydroxide
75、Exchange Membrane Fuel Cells2(滕飛)1https:/ 國外零碳能源科技部署及進展2732新型正極保護材料助力新型正極保護材料助力 4.8 V 高壓鋰離子電池結構穩定高壓鋰離子電池結構穩定2022 年 5 月 9 日,美國布魯克海文國家實驗室研究人員使用二氟磷酸鋰(LiDFP)作為鋰電池富鎳層狀材料 LiNixMnyCo1-x-yO2(NMC)的高壓保護添加劑,促使其形成了穩定的界面相。這種界面相能抑制過渡金屬的溶解和促進正極表面重構,實現了鋰離子(Li+)在正極內的均勻分布,有效緩解了正極應變和裂紋的形成。結果表明,使用 1%LiDFP電解質的鋰電池即使在 4.8
76、 V 高壓下循環 200 次后仍具有 228.02 毫安時/克的高放電容量,容量保持率達到 97.64%。與傳統方法相比,該方法具有材料便宜和加工簡單的優點,在超高電壓下,同時解決了富鎳層狀材料面臨的相間不穩定性。來源:來源:Nature Energy.Additive Engineering for Robust Interphases to Stabilize High-Ni LayeredStructures at Ultra-high Voltage of 4.8V1(湯勻)33美國能源部資助儲能、氫能及生物能源技術開發美國能源部資助儲能、氫能及生物能源技術開發56 月,美國能源部(D
77、OE)先后宣布多項舉措,支持儲能、氫能、生物能源等多項清潔能源技術研發,詳情如下:5 月 12 日,DOE 宣布根據兩黨基礎設施法案撥款,在四年內共資助 5.05 億美元促進長時儲能技術開發,通過降低成本推動儲能系統更廣泛的商業示范部署。具體包括三個階段:技術示范階段,開發一批具有應用潛力的實用規模(100 千瓦或更小規模)技術示范;項目驗證階段,提供至少 10 小時的額定功率數據,并經過第三方測試認證,證實儲能成本控制在 0.05 美元/千瓦時以內;項目試點階段,促進符合條件的實體(包括州能源辦公室、部落、高校、公共事業部門和儲能公司)加大對儲能領域投資,解決市場上技術采納所面臨的制度性障礙
78、。1https:/ 國外零碳能源科技部署及進展285 月 19 日,DOE 宣布將為 6 個氫能研發項目提供 2490 萬美元資金,以支持清潔氫發電技術的發展。這些項目將有效提高現有和新型氫能技術的性能、可靠性和靈活性。具體包括:建造一座新的制氫工廠,制氫純度將達到 99.97%,同時捕獲 90%99%的 CO2;在燃氣輪機中使用氫氨混合燃料;開發和測試使用 100%氫燃料的燃氣輪機組件;氫燃氣輪機優化研究;提高天然氣-氫氣混合燃料中氫氣的占比,將其應用于高溫鉆井平臺;開發和測試一種燃燒效率超過 99.99%的氨燃料燃氣輪機燃燒器。6 月 1 日,DOE 宣布在“規?;C合生物精煉廠”計劃框架
79、下資助5900 萬美元,支持規?;锞珶捄蜕锶剂蠝p排技術研發。此次資助關注如下主題:擴大生物精煉的關鍵工藝,使其從實驗室規模(技術成熟度 3 或 4 級)提升至工業相關設備規模(技術成熟度 5 級),包括使用傳統生物基原料的技術,以及通過直接空氣碳捕集(DAC)從環境空氣中獲得 CO2并用于藻類系統的技術;綜合生物精煉廠的試點及示范,將把生物燃料和生物產品制造技術規模擴大到試點和示范規模;分析或示范在現有第一代玉米乙醇行業中降低溫室氣體排放和碳強度的策略,如低碳農業實踐、轉向可再生能源供熱和供電(即可再生天然氣或生物質)、過程中 CO2的利用以及乙醇設施的生產力或轉化效率措施。6 月 8
80、日,DOE 發布意向通知,根據兩黨基礎設施法案撥款,投入 80 億美元建立區域清潔氫能中心(H2Hubs),通過集成清潔氫能生產、加工、輸運、存儲和終端應用加速氫能部署。DOE 將部署至少 4個清潔氫能中心,具備如下特征:原料多樣性,至少各有 1 個清潔氫能中心示范化石燃料制氫、可再生能源制氫和核能制氫;終端用途多樣性,至少各有 1 個清潔氫能中心示范氫能在發電、工業、住宅/商業供熱、交通領域的應用;地理多樣性,清潔氫能中心將部署在不同地區,可利用該地區豐富的能源資源,至少有 2 個位于天然氣資源豐富地2022 國外零碳能源科技部署及進展29區;提供就業,優先考慮能為當地創造最多就業機會的地區
81、。來源:來源:Department of Energy.Biden Administration Launches Bipartisan Infrastructure Laws$505 Million Initiative to Boost Deployment and Cut Costs of Increase Long Duration EnergyStorage1;DOE Announces Nearly$25 Million to Study Advanced Clean Hydrogen Technologies forElectricity Generation2;DOE Anno
82、unces$59 Million to Expand Biofuels Production andDecarbonize Transportation Sector3;DOE Launches Bipartisan Infrastructure Laws$8 BillionProgram for Clean Hydrogen Hubs Across U.S.4(岳芳 湯勻 王姝婷 李娜 吳曉燕 陳方)34通過氧摻雜開發高性能固態鈉電池玻璃電解質通過氧摻雜開發高性能固態鈉電池玻璃電解質2022 年 5 月 23 日,美國休斯頓大學和愛荷華州立大學研究人員合作,成功地合成了一種兼具硫化物和氧化物
83、固體電解質優點的新型硫氧化物玻璃固體電解質。與純硫化物相比,摻氧硫化物具有更強、更致密的玻璃網絡。由于極大地提高了成形性,硫氧化物表現出更高的機械強度,通過形成自鈍化的固態電解質界面,鈉金屬表現出良好的電化學穩定性?;诖酥苽涞木鶆蛉龑訌秃喜牧瞎腆w電解質的臨界電流密度可達2.3 毫安/平方厘米,為目前報道的最高水平,在 0.2 毫安/平方厘米下能穩定循環長達 500 小時。該方法為今后開發高能、安全、低成本和長周期壽命的固態電池提供了一種新策略。來源:來源:Nature Communications.An Electrochemically Stable Homogeneous Glassy
84、ElectrolyteFormed at Room Temperature for All-solid-state Sodium Batteries5(湯勻)35美國能源部列出美國能源部列出 2023 財年核能五點關鍵事項財年核能五點關鍵事項2022 年 6 月 6 日,美國能源部(DOE)核能辦公室(NE)列出了1https:/www.energy.gov/articles/biden-administration-launches-bipartisan-infrastructure-laws-505-million-initiative-boost2https:/www.energy.go
85、v/articles/doe-announces-nearly-25-million-study-advanced-clean-hydrogen-technologies-electricity3https:/www.energy.gov/articles/doe-announces-59-million-expand-biofuels-production-and-decarbonize-transportation-sector4https:/www.energy.gov/articles/doe-launches-bipartisan-infrastructure-laws-8-bill
86、ion-program-clean-hydrogen-hubs-across5https:/ 國外零碳能源科技部署及進展302023 財年核能五點關鍵事項,以推動核能的發展,支持美國實現 2050凈零排放的目標。這五點優先事項包括:先進的反應堆示范項目轉移到清潔能源示范辦公室,包括 X-能源公司的 Xe-100 反應堆和泰拉電力公司的 Natrium 反應堆項目;增加 8%的年度財政預算,以支持推進先進反應堆示范計劃(ARDP)下項目和開發小型、微型模塊化反應堆項目;NE 正在申請 9500 萬美元預算,以進一步建立一個激勵將高豐度低濃鈾(HALEU)燃料商業生產的計劃,支持其用作先進反應堆燃
87、料的示范;大學的核能研發應該得到推進,NE 計劃在 2022 財年結束前確定新的和擴大的大學研發計劃的重點。提供 5300 萬美元預算,以進一步發展廢舊核燃料綜合廢物管理戰略,減少基于社區、團體同意的核電站選址過程的障礙。來源:來源:U.S.Department of Energy.5 Key Takeaways from the Nuclear Energy FY2023 BudgetRequest1(徐英祺 陸穎)36利用順序分解無燒結合成法制備高性能固態電池利用順序分解無燒結合成法制備高性能固態電池2022 年 6 月 10 日,美國麻省理工學院研究人員開發一種具有成本效益的順序分解合成
88、(SDS)方法,制得與目前聚合物隔膜所需厚度范圍接近的固體氧化鋰基電解質,并且在較低的加工溫度(700)下成功制備出高性能固態電池。實驗證明,該工藝具有合適的晶粒薄膜厚度長徑比(約為 80500),優異的 Li+電導率,且能在較低溫度(4.2 伏)下的負極溶解,并顯著改善鋰電池的循環性能。結果顯示,基于 LiDFTFSI 電解液的鋰金屬電池呈現出優異離子導電率(3.7 毫西門子/厘米),在 5.6 伏工作電壓下,該電池負極仍具有穩定性。與基于雙三氟甲基磺酰亞胺鋰(LiTFSI)傳統電池相比,用 LiDFTFSI 制備的鋰金屬電池,在 200 次循環后,容量保持率仍高達87%。該方法實現了對鋁集
89、流體的保護,避免其在負極進一步溶解。來 源:來 源:Nature Materials.Stable non-corrosive sulfonimide salt for 4-V-class lithium metalbatteries2(湯勻)14西班牙協同化學工藝助力錫基鈣鈦礦太陽能電池穩定性創紀錄西班牙協同化學工藝助力錫基鈣鈦礦太陽能電池穩定性創紀錄2022 年 3 月 14 日,由西班牙海梅一世大學牽頭的國際聯合研究團隊利用協同化學工程方法,有效克服了錫(Sn)基鈣鈦礦中二價 Sn2+離子易于氧化問題,從而在保障太陽能電池性能前提下顯著提升穩定性,光電轉換效率超過 10%,且連續穩定運行
90、 1300 余小時后仍可保持高達1https:/ 國外零碳能源科技部署及進展9093%的初始效率,表現了極其優異的穩定性,為探索環境友好非鉛(Pb)鈣鈦礦太陽能電池指明了方向。來源:來源:Joule.Tin Perovskite Solar Cells with 1300 h of Operational Stability in N2Through aSynergistic Chemical Engineering Approach1(郭楷模)15瑞典能源局為建設鉛冷小型模塊化反應堆原型提供資助瑞典能源局為建設鉛冷小型模塊化反應堆原型提供資助2022 年 2 月 15 日,瑞典能源局宣布授予
91、瑞典模塊化反應堆股份公司 9900 萬瑞典克朗的資金,以支持其在奧斯卡港核電廠建設一座先進鉛冷小型模塊化反應堆(SEALER)的電動非核原型堆。該原型堆將從2024 年開始,運行 5 年,用于在高溫熔融鉛的環境中測試并驗證相關材料和技術。SEALER 項目于 2021 年 2 月啟動,由德國 Uniper 瑞典分公司、LeadCold 公司和瑞典皇家理工學院承擔,截止目前已向瑞典能源局申請1.25億瑞典克朗的資助,最終目標是在本世紀30年代實現SEALER的商業化。SEALER 的發電裝機容量為 3000 至 1 萬千瓦,可以在不換料的情況下連續運行 10 至 30 年,有助于實現高效低成本的
92、清潔核電。來源:來源:Swedish Energy Agency.Swedish Energy Agency grants 99 MSEK in support of buildingSEALER-E in Oskarshamn2(徐英祺 陸穎)16荷蘭薄膜硅太陽能電池光吸收率創造荷蘭薄膜硅太陽能電池光吸收率創造 65%新紀錄新紀錄2022 年 3 月 22 日,荷蘭原子分子國立研究所(AMOLF)、英國薩里大學和帝國理工學院的研究人員設計了新型薄膜硅太陽能電池。這類薄膜硅的納米結構構成了特殊的紋理,使薄膜硅電池變得不透明,并將直射太陽光限定于一個角度范圍內,從而將更多的太陽光捕獲在硅膜內。1
93、https:/ 國外零碳能源科技部署及進展91實驗結果表明,采用新方法設計出來的薄膜硅電池能吸收 65%的陽光,接近約 70%的理論吸收極限。研究還發現,高效薄膜硅電池可由低品位的硅制成,如此可降低高品位硅的需求,并縮短能源回收時間。來源:來源:American Chemical Society Photonics.Over 65%Sunlight Absorption in a 1 m Si Slabwith Hyperuniform Texture1(李揚)17意大利激光優化工藝助力大面積鈣鈦礦太陽能電池刷新效率紀錄意大利激光優化工藝助力大面積鈣鈦礦太陽能電池刷新效率紀錄2 月 5 日,由
94、意大利羅馬第二大學 Aldo Di Carlo 教授課題組牽頭的國際聯合研究團隊利用激光設計優化鈣鈦礦太陽電池模塊幾何架構,改善了電池模塊中不同電池單元的薄膜均勻性,抑制了非輻射的復合,減少了電流損失,進而增強了電池性能,近 200 cm2大面積器件(192 cm2)獲得了 11.9%的轉換效率,創造了該面積尺度的鈣鈦礦電池效率的新紀錄,推動了鈣鈦礦太陽電池大面積制備工藝的進步,為其規?;a應用積累關鍵技術。來源:來源:Advanced Energy Materials.Reducing Losses in Perovskite Large Area Solar Technology:Las
95、er Design Optimization for Highly Efficient Modules and Minipanels2(郭楷模)18意大利建造全球首個意大利建造全球首個 CO2電池儲能工廠電池儲能工廠2022 年 6 月 8 日,意大利能源公司 Energy Dome 宣布在撒丁島啟動其首個二氧化碳電池商業示范設施,這一里程碑標志著其長時儲能技術進入商業放大階段。該設施利用一個巨大、有彈性的氣囊將 CO2以高密度液態儲存(環境溫度下,7000 千帕壓力),當需要用電時,液態CO2再次蒸發后驅動渦輪機產生電力并回輸給電網。該過程可循環且不1https:/pubs.acs.org/
96、doi/10.1021/acsphotonics.1c016682https:/ 國外零碳能源科技部署及進展92向大氣排放任何物質。Energy Dome 公司表示,CO2電池的轉換效率可達 75%,且均化成本(LCOS)可低至 50-60 美元/MWh,約是鋰電池的一半。設施可以在全球范圍內快速部署,實現具有成本效益的可再生能源調度。Energy Dome 現在正準備建設其第一個 20MW-200MWh(儲存 200 MWh,需要時可提供 20 MW 能量)的全面工廠,預計將于 2023年底投入使用。來源:來源:ENERGYDOME.Energy Dome Successfully Laun
97、ches First CO2Battery Long-durationEnergy Storage Plant in the World1;pv magazine.Large Scale CO2Battery Facility Comes Online inItaly2(彭皓)19挪威船級社預測挪威船級社預測 2050 年氫能在全球能源中的占比僅為年氫能在全球能源中的占比僅為 5%2022 年 6 月 14 日,挪威船級社(DNV)發布2050 年氫能預測報告,指出氫能在全球能源系統脫碳方面發揮著關鍵作用,但其發展速度緩慢。報告預測:要實現巴黎協定的目標,到 2050 年,氫能的使用量需要增加
98、兩倍,才能滿足 15%的能源需求。到 2030 年和 2050年,氫能在全球能源結構中的占比分別僅為 0.5%和 5%。到 2050 年,以電力為基礎的綠氫(電解制氫)將成為主要的生產形式,占氫氣總產量的 72%。到 2050 年,全球用于能源目的的氫氣生產支出將達到 6.8萬億美元。在未來 10 年內,全球綠氫成本將與藍氫成本持平。出于成本考慮,到 2050 年全球 50%以上的氫氣管道來自天然氣管道。來源:來源:DNV.Hydrogen Forecast to 20503(廖琴 李嵐春)1https:/ 國外零碳能源科技部署及進展93五、加拿大零碳能源五、加拿大零碳能源1加拿大研究報告顯示
99、核能大規模存儲有助于實現凈零目標加拿大研究報告顯示核能大規模存儲有助于實現凈零目標1 月 27 日,加拿大核能創新研究所(NII)發布研究報告價值存儲(Store of Value)。報告指出,加拿大布魯斯核電站的無排放電力與長時間儲能相結合,有助于保持該國安大略省電力系統的可靠性,同時減少對燃氣電廠的依賴。儲存核能等低碳能源所產生的能源的能力為按需提供清潔、可靠的電力提供了保證,提高儲能能力將是未來電網的關鍵組成部分。報告表示,核能發電與提高儲能水平相結合,將為電力系統運營商提供一個清潔的替代方案,以取代目前使用燃氣發電設施來支持風能和太陽能等間歇性能源的做法,并滿足峰值需求,創造清潔能源的
100、按需供應,有助于該省實現凈零目標。來源:來源:NII.Energy Storage Powered By Ontarios NuclearAssets:AMade-In-Ontario Pathway toNet Zero1(徐英祺 陸穎)2加拿大支持小型模塊化反應堆技術發展加拿大支持小型模塊化反應堆技術發展2022 年 3 月 17 日,加拿大政府向西屋電氣加拿大公司投資 2720萬加元,以支持開發下一代 eVinci 微反應堆技術。這是通過加拿大創新、科學和經濟發展部(ISED)戰略創新基金對小型模塊化反應堆(SMR)相關技術進行的第三次投資。eVinci 微反應堆是一種熱管反應堆,能夠實
101、現核能熱電聯產。同月 28 日,加拿大安大略省、薩斯喀徹溫省、新不倫瑞克省和阿爾伯塔省政府發布了一項聯合戰略計劃,為開發和部署SMR 指明方向。戰略計劃確定了四省 SMR 技術開發的三個流程,包括:1https:/www.nuclearinnovationinstitute.ca/post/energy-storage-powered-by-ontario-s-nuclear-assets-a-made-in-ontario-pathway-to-net-zero加拿大2022 國外零碳能源科技部署及進展94開發新型微型 SMR,主要用于替代偏遠社區和礦山使用的柴油發電,目前已提議開展 5 兆
102、瓦微型 SMR 建設,目標是在 2026 年投入使用;2028 年前建設一個并網規模為 300 兆瓦的 SMR 項目;開發兩座第四代先進 SMR,其中鈉冷快中子 SMR 預計在 2029 年前投入使用,使用乏燃料回收系統和穩定熔鹽燃料的 SMR 預計在 2030 年代初啟用。來 源:來 源:Government of Canada.Government of Canada Invests in Small Modular ReactorTechnology to Help Transition Canada to Net Zero with Cleaner Sources of Energy1
103、;TheGovernments of Ontario,Saskatchewan,New Brunswick and Alberta.A Strategic Plan for theDeployment of Small Modular Reactors2(徐英祺 陸穎)3加智庫研究指出小型模塊化反應堆對碳中和的重要作用加智庫研究指出小型模塊化反應堆對碳中和的重要作用2022 年 11 月 15 日,加拿大獨立智庫 C.D.Howe 研究所發布研究報告,對全球和加拿大電力需求進行預測,并對每種綠色電力技術的成本和靈活性進行了詳細調查。研究發現,由于風能和太陽能的發電能力不穩定,如果現有儲能技術沒
104、有大幅改進,到 2050 年世界對核能的需求將是現在的 25 倍。過度依賴太陽能和風能發電已經導致了如美國加利福尼亞等地的電力系統不穩定,加拿大需要通過在其電力組合中增加小型模塊化反應堆(SMR)的比例來對沖在太陽能和風能發電方面的風險,以在 2050 年實現溫室氣體凈零排放目標。來源:來源:C.D.Howe Institute.Small Nuclear Reactors Hold Potential for Canada3(徐英祺 陸穎)1https:/www.canada.ca/en/innovation-science-economic-development/news/2022/03
105、/government-of-canada-invests-in-small-modular-reactor-technology-to-help-transition-canada-to-net-zero-with-cleaner-sources-of-energy.html2https:/www.ontario.ca/page/strategic-plan-deployment-small-modular-reactors3https:/www.cdhowe.org/node/10597/printable/print2022 國外零碳能源科技部署及進展95六、日本零碳能源六、日本零碳能源
106、1日本日本 NEDO 發布發布 2022 年度“能源與環境新技術引領研究計劃”年度“能源與環境新技術引領研究計劃”2021 年 12 月 28 日,日本新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)公布 2022 年度“能源與環境新技術引領研究計劃”,研發主題包括:提升太陽能發電可持續性的創新技術;使可再生能源成為主要電力來源和增強電力彈性的新一代電力系統控制等相關技術開發;開發下一代功率半導體英寸級金剛石散熱片基礎技術;未來飛行汽車的飛行技術研發;高效光無線供電技術;開發利用氫冷熱的超導發電技術;100以上的升溫幅度驅動的創新熱泵、廢熱發電以及相應的熱管理技術;支持高性能信息基礎設施的節能材料;農林
107、漁業溫室氣體減排技術;革新的氨電解合成技術的開發;木材等有機材料的資源循環利用技術;節水節能制造工藝技術;開發新型凝結劑、膜分離等技術的工業廢水資源化回收系統。來源:來源:國立研究開発法人新産業技術総合開発機構.環境新技術先導研究1(秦阿寧)2日本日本 NEDO 資助下一代太陽電池技術開發資助下一代太陽電池技術開發2021 年 12 月 28 日,日本新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)宣布通過“綠色創新基金”投入 200 億日元資助“下一代太陽電池開發”項目,推進開發下一代太陽電池的基礎和應用技術。該項目的實施期為2021-2025 年,總預算為 498 億日元,此次資助的 200 億日元
108、將支持第一批 6 個課題,包括超輕型太陽電池制造;薄膜鈣鈦礦太陽電池應用技術;1https:/www.nedo.go.jp/koubo/SM2_100001_00012.html日本2022 國外零碳能源科技部署及進展96可靈活安裝的鈣鈦礦太陽電池應用;高效耐用太陽電池模塊技術;高性能鈣鈦礦太陽電池技術;有助于下一代鈣鈦礦電池應用的共性基礎技術。來源:來源:新産業技術総合開発機構.基金事業、次世代型太陽電池開発著手1(岳芳 秦阿寧)3日本科學家開發出高能量密度鋰空氣電池日本科學家開發出高能量密度鋰空氣電池日本國立材料科學研究所 NIMS 和 Softbank Corp 的研究人員開發出一種能量
109、密度超過 500 Wh/kg 的鋰空氣電池,顯著高于目前的鋰離子電池,標志著鋰空氣電池的實際應用邁出了重要一步。該計劃由日本科學技術振興機構(JST)資助,旨在加速大容量可充電電池的研發。此外,該團隊發現該電池顯示出有史以來最高的能量密度和最佳的循環壽命性能??茖W家認為,這些設備有可能成為終極可充電電池,它們重量輕,容量高,理論能量密度是目前可用鋰離子電池的幾倍。來 源:來 源:Materials Horizons.Criteria for Evaluating Lithiumair Batteries in Academia toCorrectly Predict Their Practic
110、al Performance in Industry2(楊況駿瑜 黃茹)4智慧能源電網架構模型標準化國際指南發布智慧能源電網架構模型標準化國際指南發布2022 年 2 月 3 日,國際電工委員會(IEC)批準并發布了由日本提出的“智慧能源電網架構模型標準化國際指南”。根據指南,智能電網架構模型(SGAM)可以將電力系統到熱/燃氣系統的整個能源系統的各部件之間信息流動可視化,以掌握整個能源系統(發電、輸電、配電、分布式能源和消費),也有利于能源公司作出系統設計的決策,并推動相關標準的開發。來源:來源:日本経済産業省.標準化國際発行31https:/www.nedo.go.jp/news/pres
111、s/AA5_101501.html2https:/pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/MH/D1MH01546J3https:/www.meti.go.jp/press/2021/02/20220203002/20220203002.html2022 國外零碳能源科技部署及進展97(李姝影 張嫻)5新型催化體系助力新型催化體系助力 CO2 和廢棄太陽能電池板雙循環和廢棄太陽能電池板雙循環2022 年 5 月 27 日,東京工業大學研究團隊利用太陽能電池板制造過程中廢棄的硅片作為還原劑,成功建立了將 CO2轉化為高價值化學品(甲酸、甲醇等)的催
112、化體系。結果表明,將粉碎的太陽能硅(Si)基板和一定量的四丁基氟化銨(TBAF)催化劑混合,在 150 條件下加熱,CO2被還原生成乙酸,其收率高達 68%。通過優化反應條件,成功地利用 CO2合成了高達 20 微摩爾的甲醇。該項工作為解決 CO2轉化和廢棄太陽能電池板的回收利用提供一種有效途徑。來源:來源:Energy Advances.Catalytic Reduction and Reductive Functionalisation of Carbon Dioxidewith Waste Silicon from Solar Panel as the Reducing Agent1(湯
113、勻)6日本日本NEDO支持開發電網穩定性支持開發電網穩定性和分布式能源控制技術和分布式能源控制技術2022 年 6 月,日本新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)先后宣布兩項資助,支持開發下一代電網穩定性技術以及分布式能源控制技術,以穩定電網供應、促進可再生能源消納,實現到 2030 年可再生能源占比達到 3638%的目標。主要包括:6 月 20 日,投入 15.4 億日元啟動“可再生能源發電下一代電網穩定性技術開發”項目,開發下一代電力系統所需的基本穩定性技術,將資助兩項課題:提供虛擬慣性的儲能變流器(PCS)應用技術開發,將電動機和發電機組合的應用技術開發;6 月 23 日,啟動“緩解電力
114、系統擁堵的分布式能源控制技術開發”(FLEXDER)項目,開發連接分布式能源資源聚合器、可再生能源發電和輸配電網的控制平臺,準確掌握和分析運行狀態,改善電力擁堵,增強可再生能源并網能力。來源:來源:國立研究開発法人新産業技術総合開発機構.再主力電源化向、次世代電力安定化技術開発著手2;電力系統混雑緩和分散型1https:/pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2022/ya/d1ya00077b2https:/www.nedo.go.jp/news/press/AA5_101550.html2022 國外零碳能源科技部署及進展98制御技術開発著手1(岳芳
115、 李姝影)7首次使用脈沖中子束實現車載燃料電池內部水行為可視化首次使用脈沖中子束實現車載燃料電池內部水行為可視化2022 年 7 月 12 日,日本新能源產業技術綜合開發機構(NEDO)與高能加速器研究機構、原子能研究開發機構等合作推進燃料電池分析技術的開發,改進了中子成像的設備、優化成像條件,利用脈沖中子在小于傳統成像時間 1/10 的成像時間(1 秒)內保持高空間分辨率(約300 微米),將燃料電池(實際尺寸約 300 平方厘米)中水的生成和排放行為可視化。此外,利用脈沖中子的特性,可以開發出多種用途,例如區分燃料電池內部的水和冰,以及結合水的微觀行為和詳細分析進一步可視化,這將有助于加速
116、燃料電池和流路結構的開發,提高燃料電池性能、降低成本、減少溫室氣體排放。來源:來源:國立研究開発法人新産業技術総合開発機構.世界初、中性子車載用燃料電池內部水可視化成功2(李姝影 張嫻)8東京大學實東京大學實現光催化全分解水制氫表觀量子效率新突破現光催化全分解水制氫表觀量子效率新突破2022 年 9 月 28 日,日本東京大學研究人員通過對銠/羧基鈷-鋁摻雜鈦酸鍶(Rh/CoOOH-AlSrTiO3)光解水催化劑的表面進行修飾,親水層材料是多氧化鈦(TiOx)或多氧化鉭(TaOx)(這一無機金屬氫氧化物具有超高的導電性,與典型的質子導電材料如由全氟化磺酸酯構成的 Nafion 材料相當,并具有
117、超高吸水性)。光解水反應中以水蒸氣作為水源,實現了在 370 納米光照條件下,表觀量子效率50%的突破(該活性可以與水流系統相當)。此外,該材料能在 0.3 兆帕(即 3 個大氣1https:/www.nedo.go.jp/news/press/AA5_101552.html2https:/www.nedo.go.jp/news/press/AA5_101558.html2022 國外零碳能源科技部署及進展99壓的條件下),保持這一高表觀量子效率。該項工作為光催化反應器的設計,以及未來光催化分解水設備中水的供給源以及供水方式提供了新的思路和解決方案。來源:來源:Nature Communica
118、tions.A Hygroscopic Nano-membrane Coating Achieves EfficientVapor-fed Photocatalytic Water Splitting1(湯勻)9日本智庫展望日本智庫展望 2023 年能源、環境與經濟發展趨勢年能源、環境與經濟發展趨勢2022 年 11 月 19 日,日本能源經濟研究所(IEEJ)發布2023 年能源、環境與經濟展望:能源安全與碳中和面臨挑戰報告,從全球能源供應和需求、能源安全、關鍵礦產、綠色投資等方面對 2023 年發展趨勢進行評估分析。報告研究主要結論如下:應對氣候變化和能源安全問題將推動能源效率提升,但能源
119、消費仍將持續增長。中東利用低成本引導原油消費,俄羅斯受投資短缺困擾產量將下降。能源安全戰略成為應對俄烏沖突和能源轉型的關鍵。應對能源危機和氣候變化需要加強穩定電力供應,并重視核電作用。稀有或關鍵礦物的供需緊張,成為能源安全新的挑戰。足夠的氣候資金投入是實現綠色增長的關鍵。來源:來源:The Institute of Energy Economics,Japan.IEEJ Outlook 2023:Challenges for Achievingboth Energy Security and Carbon Neutrality2(李嵐春)1https:/ 國外零碳能源科技部署及進展100七、澳
120、大利亞零碳能源七、澳大利亞零碳能源1澳大利亞最大的可再生能源微電網多能互補系統實現并網澳大利亞最大的可再生能源微電網多能互補系統實現并網2021 年 11 月 5 日,由全球能源生產商 EDL 建造運營的 56 兆瓦可再生能源微電網多能互補系統正式并網,是目前澳大利亞最大的多能互補系統,主要利用風-光-儲技術為兩座礦山提供 50%85%的可再生能源,包括:18 兆瓦風電、4 兆瓦太陽能光伏發電、13 兆瓦電池儲能系統、21兆瓦燃氣/柴油離網裝置以及先進微電網控制系統。作為推進可再生能源計劃的一部分,澳大利亞可再生能源署為該項目提供了 1350 萬美元的資助。來源:來源:EDL Energy.A
121、ustralias Largest Hybrid Renewable Microgrid Officially Opened1(湯勻)2澳德啟動氫能創新技術孵化器支持發展氫供應鏈澳德啟動氫能創新技術孵化器支持發展氫供應鏈2021 年 11 月 23 日,澳大利亞可再生能源署(ARENA)與德國聯邦教育和研究部(BMBF)共同發起和管理氫能創新技術孵化器(HyGATE),支持氫供應鏈的試點、試驗、示范和研究。澳大利亞和德國承諾將分別提供5000萬澳元和5000萬歐元用于投資可再生氫項目,推動雙方氫能出口和進口。HyGATE 將推進和支持澳大利亞技術投資路線圖和 ARENA 的戰略優先事項(清潔氫
122、商業化)。來源:來源:Minister for Industry,Energy and Emissions Reduction.Australia-Germany to SupportHydrogen Supply Chain Projects2(李姝影 張嫻)1https:/ 國外零碳能源科技部署及進展1013澳大利亞將于澳大利亞將于 2023 年開始綠氫商業生產年開始綠氫商業生產2021 年 12 月 13 日,規模為 10 吉瓦的綠氫項目“沙漠之花”(DesertBloom)在澳大利亞內陸中部開始建設,將于 2023 年開始商業化生產氫氣,2027 年逐步實現全面生產,屆時可生產大約 4
123、1 萬噸可再生氫,每公斤價格不到 2 澳元(1.44 美元)。項目由 4000 多個模塊化的氫氣生產單元組成,每個單元的電解能力為 2 兆瓦,包括光伏系統、0.5 兆瓦的集中衛星天線、利用空氣生產水和電解水制氫的裝置。來源:來源:News of America.Massive$15 billion.Desert Bloom Green Hydrogen Project GetsPlanning Fast(秦冰雪)4澳大利亞將于澳大利亞將于 2022 年啟動建設南半球最大的風電場年啟動建設南半球最大的風電場2021 年 12 月 31 日,澳大利亞宣布投資 20 億澳元于 2022 年在維多利亞
124、州啟動建設南半球最大的 Golden Plains 風電場,該風電場計劃最多安裝 228 臺風力渦輪機,裝機規模將達到 800-1000 兆瓦,每年生產 3500吉瓦時電力以滿足超過 76 萬戶家庭日常用電。Golden Plains 風電場占地 167 平方公里以上,建成后每年將減少約 480 萬噸碳排放。根據最新規劃,該項目風力渦輪機最大高度將限制在 230 米內,渦輪轉子的直徑從原計劃的 150 米增加到 165 米。來源:來源:GoldenPlainsWindfarm.ConstructionofLargestWindFarminSouthernHemispheretoBeginin2
125、0221(湯勻)5澳大利亞投資澳大利亞投資 1 億澳元開發億澳元開發 70 兆瓦及以上大型電池儲能項目兆瓦及以上大型電池儲能項目2022 年 1 月 5 日,澳大利亞可再生能源署(ARENA)投資 1 億澳元開發 70 兆瓦及以上的大型電池儲能項目。該資金將支持至少 3 個電1https:/.au/about-the-project/2022 國外零碳能源科技部署及進展102網規模逆變器電池儲能項目,每個項目的最高撥款高達 3500 萬澳元。對申請項目的具體要求是:能夠并入澳大利亞國家電力市場(NEM)或西澳大利亞電力批發市場(WEM);使用先進的逆變器技術;達到或超過 70 兆瓦(逆變器額定
126、值)的最低要求;設立單個站點;單個項目可獲得的最高撥款為 3500 萬美元;在 2023 年 12 月 31 日之前完成財務結算。ARENA 表示,這輪融資旨在鼓勵私營部門投資,克服發展先進逆變器技術的障礙。來源:來源:Australian Renewable Energy Agency.$100m to Build Large Scale Battery Storage1(李揚)6澳大利亞資助開發超低成本太陽能光伏技術澳大利亞資助開發超低成本太陽能光伏技術2022 年 1 月 10 日,澳大利亞可再生能源署(ARENA)宣布將投入4000 萬澳元,支持研發超低成本太陽能光伏技術,以實現政府設
127、定的“太陽能 30 30 30”目標,即到 2030 年光伏組件效率達到 30%,且公用事業規模光伏裝機成本降至 30 澳分/瓦。此次資助重點關注兩大主題:通過太陽電池和模塊的前沿研發和創新提高效率、延長壽命并實現大規??沙掷m制造,以降低成本;降低系統平衡部件及運維成本,如通過創新的工廠設計和配置、先進的自動化組裝和建設、自動維護技術和智能監控系統等,大幅降低公用事業規模光伏的前期投入和持續成本。來源:來源:Australian Renewable Energy Agency.$40 Million Funding Round to Drive Ultra Low CostSolar2(岳芳
128、李揚)7澳大利亞撥款近澳大利亞撥款近 1.3 億澳元啟動未來燃料計劃億澳元啟動未來燃料計劃2022 年 2 月 19 日,澳大利亞可再生能源署(ARENA)宣布在“未來燃料基金”框架下撥款 1.279 億澳元啟動“未來燃料計劃”,支持開發零排放汽車技術。重點關注 3 個領域:通過降低總體成本、優化電動汽車與電力系統集成、開發創新解決方案和商業模式,支持輕型電動汽車1https:/www.energy.gov.au/news-media/news/100-million-build-large-scale-battery-storage2https:/arena.gov.au/news/40-m
129、illion-funding-round-to-drive-ultra-low-cost-solar/2022 國外零碳能源科技部署及進展103部署;通過降低總體成本、優化電動汽車與電力系統集成、開發創新解決方案和商業模式、擴大在脫碳行業的應用、創新電動公交車充電方法、開發公共充電器,支持重型電動汽車部署;支持氫燃料電池汽車和相關氫基礎設施(如加氫站)的部署。來源:來源:Australian Renewable Energy Agency.Future Fuels funding round open for fleets1(岳芳)8澳大利亞啟動德澳氫能聯合資助項目首輪招標澳大利亞啟動德澳氫能
130、聯合資助項目首輪招標2022 年 3 月 8 日,澳大利亞可再生能源署(ARENA)宣布與德國聯合資助的“德澳氫能創新和技術孵化器(HyGATE)”項目啟動首輪招標,旨在促進兩國合作開發創新綠氫技術,加快實現綠氫成本下降目標。HyGATE 項目是 2021 年德、澳政府簽署氫能協議達成的三項重要舉措之一,兩國將分別投入 5000 萬歐元和 5000 萬澳元,支持在澳大利亞開展綠氫供應鏈相關技術的試點、試驗和示范。本次招標涉及可再生氫的全價值鏈技術,優先關注可降低綠氫價值鏈的生產、輸運和使用成本的技術,太陽能或風能與大型電解槽的集成,支持降低澳大利亞出口至德國綠氫成本的項目,以及通過綠氫促進澳大
131、利亞礦業、工業脫碳等。來源:來源:Australian Renewable Energy Agency.Australia-Germany HyGATE Initiative FundingRound Now Open2(岳芳 李揚)9澳大利亞澳大利亞 CSIRO 發布電力系統轉型研究路線圖發布電力系統轉型研究路線圖2022 年 3 月 29 日,澳大利亞聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)發布電力系統轉型研究路線圖,提出了未來 10 年電力系統低碳轉型的分階段研發優先事項,推動可再生能源發電安全高效并網,并提升能源安全和可靠性。路線圖主要涉及 9 個技術領域:開發基于逆變器的功能、服務、設計
132、方法和標準;開發穩定性工具和方法;開發增1https:/arena.gov.au/news/future-fuels-funding-round-open-for-fleets/2https:/arena.gov.au/news/australia-germany-hygate-initiative-funding-round-now-open/2022 國外零碳能源科技部署及進展104強控制室實時可見性和分析能力的新技術和方法;設計新的規劃指標、方法和工具;開發電力系統恢復和黑啟動技術;量化未來電力系統的技術服務需求;開發未來電力系統架構,確保在基于可再生能源的高度分布式、波動性系統中協調新
133、技術、監管方法、市場設計和輸/配電接口;明確高水平分布式能源的挑戰和機遇,以提高電力系統控制和運行效率;通過對分布式能源響應的建模和分析,確保電力系統運營穩定性。來源:來源:Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation.Australias Global PowerSystem Transformation(G-PST)Research Roadmap1(岳芳 李揚)10澳大利亞政府投資澳大利亞政府投資 4500 萬澳元擴建先進光伏中心萬澳元擴建先進光伏中心2022 年 6 月 16 日,澳大利亞可再生能源署(AREN
134、A)宣布向先進光伏中心(Australian Centre for Advanced Photovoltaics,ACAP)提供4500 萬澳元資金,將尖端太陽能光伏(PV)研究的運營延長至 2030 年。ACAP 由新南威爾士大學光伏和可再生能源工程學院等研究機構組成,合作機構包括澳大利亞聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)、澳大利亞國立大學、墨爾本大學、昆士蘭大學、悉尼大學和莫納什大學的研究小組。該中心的研究旨在提高澳大利亞光伏系統的性能,并于 2030 年將太陽能光伏電池效率提高到 30%,將公用事業規模光伏裝機成本降低到30 澳分/瓦;其主要研究內容包括太陽電池和組件的前沿研發和創新,
135、公用事業規模光伏自動維護技術和智能監控系統等。來源來源:Australian Renewable Energy Agency.Up to$45 Million to Extend Operations of theAustralian Centre for Advanced Photovoltaics2(李揚)1https:/www.csiro.au/en/research/technology-space/energy/G-PST-Research-Roadmap2https:/arena.gov.au/news/up-to-45-million-to-extend-operations-o
136、f-the-australian-centre-for-advanced-photovoltaics/2022 國外零碳能源科技部署及進展10511全氟聚醚基電解質制備超穩定全固態鈉金屬電池全氟聚醚基電解質制備超穩定全固態鈉金屬電池2022 年 7 月 4 日,澳大利亞迪肯大學研究人員設計開發了基于全氟聚醚封端聚環氧乙烷(PEO)基嵌段共聚物的無溶劑固體聚合物電解質(SPEs),并成功應用于安全穩定的全固態鈉金屬電池。在高電流密度下(0.5 毫安/平方厘米和 1.0 毫安/平方厘米,長達 1000 小時),新的SPE 表現出高度穩定的對稱電池循環性能。組裝后的全固態鈉金屬電池表現出出色的容量保
137、持率、長期充放電穩定性和高負載 NaFePO4正極的良好性能,通過氟化作用形成的穩定固體電解質界面膜(SEI)是制備有效固體電解質的一種通用策略。來 源:來 源:Nature Materials.Ultra-stable All-solid-state Sodium Metal Batteries Enabled byPerfluoropolyether-based Electrolytes1(湯勻)12澳迪肯大學開發碳氫澳迪肯大學開發碳氫化合物氣體高效存儲和節能分離技術化合物氣體高效存儲和節能分離技術2022 年 7 月 9 日,澳大利亞迪肯大學前沿材料研究所開發了一種綠色低能耗的機械化學工
138、藝,實現了烴類氣體的分離,從根本上減少石化工業的能源使用。機械化學方法指的是由機械力觸發的化學反應,而不是由熱、光或電勢差??蒲腥藛T在炔烴(或烯烴)和石蠟的混合氣體中加入氮化硼(BN)粉末,并在室溫下使用球磨(Ball Milling)粉碎 BN粉末,這一低能量研磨過程使得 BN 粉末產生極高的炔烴和烯烴氣體的吸收能力,BN 通過選擇性吸收作用固定碳氫化合物氣體。被吸附的碳氫化合物氣體可通過低溫加熱過程再從 BN 中回收。在球磨的機械作用下,BN 已經實現了對炔烴/烯烴氣體的最高吸收能力,優于迄今為止報道的所有其他材料。來源:來源:Materials Today.Superb Storage
139、and Energy Saving Separation of Hydrocarbon Gases in1https:/ 國外零碳能源科技部署及進展106Boron Nitride Nanosheets via a Mechanochemical Process1(李揚)13澳大利亞可再生能源署投資澳大利亞可再生能源署投資 1600 萬澳元加速生物能源研究萬澳元加速生物能源研究2022 年 7 月 19 日,澳大利亞氣候變化、能源、環境和水資源部宣布將啟動一個 1600 萬澳元的生物能源項目,該項目將把流向澳大利亞最大污水處理廠的廢物轉化為“碳中性”的生物甲烷氣體,并為悉尼地區的家庭和企業供能
140、。項目的研究目標是將甲烷從微生物分解污水而產生的氣體中分離出來,從而生成碳中性的甲烷氣體,并將生物甲烷直接混合到天然氣網絡中,這將是澳大利亞第一個生物甲烷并入天然氣網絡的項目。該項目計劃于今年年底開始,每年 95 太焦耳(TJ)天然氣的初始容量將足以滿足約 6300 個家庭的能源需求,同時將減少 5000 噸碳排放,如果擴大到其全部潛力,碳減排將達到 11000 噸。來源:來源:Department of Climate Change,Energy,the Environment and Water.Building a FutureFlush with Renewable Gas2(李揚)1
141、4澳大利亞可再生能源署斥資澳大利亞可再生能源署斥資 5560 萬澳元發展清潔能源技術萬澳元發展清潔能源技術2022 年 10 月,澳大利亞可再生能源署(ARENA)宣布多項資助,共計投入 5560 萬澳元(約合 3723 萬美元)支持海上風電、儲能、負荷靈活性等技術發展,詳情如下:10 月 6 日,ARENA 宣布投入 150 萬澳元,支持開發海上風電場用于煉鋁廠脫碳項目的第一階段研究,進行風能資源評估以加速該項目的早期開發。該項目計劃開發 1000 兆瓦的海上風電,為波特蘭煉鋁廠提1https:/doi.org/10.1016/j.mattod.2022.06.0042https:/www.
142、energy.gov.au/news-media/news/building-future-flush-renewable-gas2022 國外零碳能源科技部署及進展107供可再生能源電力以實現脫碳,并通過其變電站連接到國家電力市場,以示范波動性可再生能源發電與大規模、持續性工業負荷的直接整合。此次資助的第一階段研究將部署陸基光探測和測距設備,以驗證擬建海上風電場的風力資源。10 月 14 日,ARENA 宣布向澳大利亞殼牌能源公司提供 910 萬澳元,在至少 40 個商業和工業場所實施負荷控制,以示范約 21.5 兆瓦的靈活性需求容量。該項目將建立一個整體解決方案以優化能源系統,包括供暖、通
143、風和空調、制冷、電動汽車充電控制以及現場太陽能光伏和儲能集成。10 月 21 日,ARENA 宣布投入 4500 萬澳元,支持利用新南威爾士州布羅肯希爾的廢棄礦山,建設 200 兆瓦/1600 兆瓦時的先進壓縮空氣儲能設施,該項目建成后將成為世界最大的壓縮空氣儲能項目之一,可提供至少 8 小時的儲能時間。來源:來源:Australian Renewable Energy Agency(ARENA).Offshore Wind Could Power PortlandAluminium Smelter1;Unlocking Flexible Demand at Commercial and In
144、dustrial Site2;RepurposingBroken Hill Mine for Renewable Energy Storage Using Compressed Air3(岳芳 董金鳳 李揚)1https:/arena.gov.au/news/offshore-wind-could-power-portland-aluminium-smelter/2https:/arena.gov.au/news/unlocking-flexible-demand-at-commercial-and-industrial-sites/3https:/arena.gov.au/news/repu
145、rposing-broken-hill-mine-for-renewable-energy-storage-using-compressed-air/2022 國外零碳能源科技部署及進展108八、韓國零碳能源八、韓國零碳能源1韓國蔚山國立科學技術研究院提出電池硅負極成核新機制韓國蔚山國立科學技術研究院提出電池硅負極成核新機制2021 年 12 月 13 日,韓國蔚山國立科學技術研究院提出一種生長抑制機制,通過在硅(Si)負極添加乙烯形成結構更加穩定的 Si-C 鍵,有效抑制電池負極制備中氣化沉積導致的 Si-Si 鍵的形成,進而防止原生SiO2層導致的電化學性能衰減。結果顯示,合成的亞納米級
146、Si 負極具有優異的電化學性能,單位比容量超過 1262 毫安時/克,庫倫效率達到90%。將其與三元鋰(NCM811)正極構建全電池組,具有優異的循環穩定性,2875 次循環后容量保持率為 91.3%,日歷壽命達到 97.6%(1年)。本項工作為高能鋰離子電池系統的下一代負極材料研發鋪平了道路。來源:來源:Nature Energy.Subnano-Sized Silicon Anode via Crystal Growth Inhibition Mechanismand Its Application in a Prototype Battery Pack1(湯勻)2新型雙層隔膜制備高效率鈣
147、鈦礦太陽能電池新型雙層隔膜制備高效率鈣鈦礦太陽能電池2022 年 1 月 20 日,韓國蔚山先進能源技術研究開發中心和瑞士洛桑聯邦理工學院研究團隊合作,引入了一種介孔-TiO2(m-TiO2)電子傳輸層(ETL)結構,并在其表面附著一薄層含聚丙烯酸(PAA)的 SnO2量子點(paa-QD-SnO2),paa-QD-SnO2m-TiO2的均勻雙層膜在很大程度上改善了鈣鈦礦對陽光的吸收,并與鈣鈦礦薄膜形成了出色的電子選擇性接觸。結果表明,基于該雙層膜制備的鈣鈦礦太陽能電池光電轉換效率達到 25.7%,并具有高度穩定性。進一步將該雙層膜應用于大面積 PSC 模塊(64 cm2),光電轉換效率仍保持
148、在 20%以上。1https:/ 國外零碳能源科技部署及進展109來源:來源:Science.Conformal Quantum Dot-SnO2Layers as Electron Transporters for EfficientPerovskite Solar Cells1(湯勻)3韓國能源研究所開發三維多孔碳載體制備無負極鈉金屬電池韓國能源研究所開發三維多孔碳載體制備無負極鈉金屬電池2022 年 2 月 8 日,韓國能源研究所 Byung-Hyun Kim 等人開發了一種具有分級結構的三維多孔碳載體,將其用作鈉金屬電池正極載體可以實現高效穩定的無負極鈉金屬電池。結果顯示,該載體能夠在
149、 10 毫安/平方厘米的電流密度下保持長達 500 周穩定循環的金屬鈉沉積與剝離,其庫倫效率高達 99.6%。在不含金屬鈉的無負極全電池中,該載體與 10毫克/平方厘米的高載量磷酸釩鈉正極匹配,循環 100 周后實現 103 毫安時/克的可逆比容量。該項研究為解決鈉金屬電極枝晶生長、體積膨脹和低庫倫效率等問題提供了一種新思路。來源:來源:Advanced Materials.A 3D Hierarchical Host with Enhanced Sodiophilicity EnablingAnode-Free Sodium-Metal Batteries2(湯勻)4韓國啟動氫燃料電池發電系
150、統示范項目韓國啟動氫燃料電池發電系統示范項目2022 年 3 月 21 日,韓國中小企業部和忠清南道宣布設立忠清南道氫能轉化限制自由特區,正式開啟家用、建筑用氫燃料電池發電系統示范項目,旨在推進向氫能經濟社會轉型。要點包括:“固體氧化物燃料電池復合排氣系統示范”,計劃對排氣逆流等進行安全性驗證,實現高溫型固體氧化物燃料電池的復合排氣;“燃料電池系統轉換系統示范”,計劃對停電時燃料電池系統轉換提供緊急電力實施安全性驗證;“直接供氫式燃料電池系統示范”,計劃通過安全性驗證確保改質型燃料電池的安裝、氫氣供應及應用安全等。1https:/www.science.org/doi/10.1126/scie
151、nce.abh18852https:/ 國外零碳能源科技部署及進展110來源:來源:.,1(李姝影 張嫻)5超強導電海藻酸鈉水凝膠助力高性能超級電容器超強導電海藻酸鈉水凝膠助力高性能超級電容器2022 年 5 月 31 日,韓國成均館大學研究團隊利用硫酸鈣(CaSO4)與海藻酸鈉(Alg)制備出一種具有緊密互連網絡的超強導電重構海藻酸鈉水凝膠(Ca-Alg/D/Ca)。這種水凝膠在凝膠基質中具有優異的離子電導率,可以作為水性超級電容器的穩定凝膠電解質膜。結果表明,得到的重建水凝膠拉伸強度高達 57 兆帕、彈性模量高達 1290 兆帕。將其完全浸泡在 1 摩爾/升鋰離子水溶液中,離子電導率高達
152、2.2 毫西門子/厘米,即使在彎曲狀態下也具有較好穩定性。來源:來源:Nature Communications.Superstrong,Superstiff,and Conductive Alginate Hydrogels2(湯勻)6聚丙烯酰胺水凝膠助力高效穩定太陽能光電解制氫聚丙烯酰胺水凝膠助力高效穩定太陽能光電解制氫2022 年 6 月 9 日,韓國延世大學研究人員使用聚丙烯酰胺水凝膠(PAAM)作為高滲透性和透明的器件頂部保護劑,制備出一種性能穩定的光電化學器件。水凝膠保護的三硒化二銻(Sb2Se3)光電陰極在 100小時內仍能保持初始光電流的 70%左右,表現出優異的穩定性。使用低
153、成本薄膜 Sb2Se3光電陰極和釩酸鉍(BiVO4)光陽極,在寬的電解液 pH窗口下,實現了高效光電化學分解制氫,并且光電陰極的表面微結構也得到了較好的保持。這項工作為今后實現具有經濟效益的太陽能綠色制氫開創了新的途徑。來源:來源:Nature Energy.HydrogelProtection Strategy to Stabilize Water-splitting Photoelectrodes3(湯勻)1https:/www.gov.kr/portal/gvrnPolicy/view/H2203000000884878?policyType=G00301&srchTxt=%ED%83%
154、84%EC%86%8C%EC%A4%91%EB%A6%BD2https:/ 國外零碳能源科技部署及進展1117韓國企業聯合設立韓國企業聯合設立 5000 億韓元氫能基金億韓元氫能基金2022 年 7 月 6 日,韓國現代汽車、SK 集團、浦項制鐵、樂天等 17家企業自發召開首次“韓國氫能商業峰會”,宣布正式設立規模達 5000億韓元的“氫能基金”。該基金主要投資國內外氫能生產、輸配、存儲基礎設施建設及氫能關鍵技術研發。政府將計劃通過加強資金支持、公私合作和監管等政策,盤活民間投資,助力氫能基金的運營。來源:來源:.5,000 “”,1(李嵐春)8利用乙醇基綠色溶劑合成利用乙醇基綠色溶劑合成-甲
155、脒三碘化鉛鈣鈦礦薄膜甲脒三碘化鉛鈣鈦礦薄膜2022 年 8 月 18 日,韓國蔚山科學技術院研究人員通過在乙醇溶液中加入一定量的二甲基乙酰胺(DMA)和烷基氯化銨(RNH3Cl)來制備穩定的 FAPbI3鈣鈦礦前驅體溶液?;谝宜嵋阴サ那膀岓w溶液具有較高的親水性,不需要涂覆設備就能在大面積上沉積致密且均勻-甲脒三碘化鉛(-FaPbI3)。通過組合幾種類型烷基氯化銨(RNH3Cl),可以形成高結晶度、非常致密和均勻-FaPbI3鈣鈦礦薄膜。溶液處理的鈣鈦礦太陽能電池在使用 TiO2電極時獲得了 24.3%光電轉換效率,使用SnO2電極時獲得了 25.1%光電轉換效率。本研究為使用更環保的溶劑制備
156、鈣鈦礦器件提供了一個未來的方向。來 源:來 源:Nature Energy.Ethanol-Based Green-Solution Processing of-formamidinium LeadTriiodide Perovskite Layers2(朱丹晨)1http:/www.motie.go.kr/motie/ne/presse/press2/bbs/bbsView.do?bbs_seq_n=165753&bbs_cd_n=81¤tPage=1&search_key_n=&cate_n=&dept_v=&search_val_v=2https:/doi.org/10.10
157、38/s41560-022-01086-72022 國外零碳能源科技部署及進展1129鈣鈦礦基光電陰極和生物質耦合太陽能制氫光電流密度創紀錄鈣鈦礦基光電陰極和生物質耦合太陽能制氫光電流密度創紀錄2022 年 10 月 3 日,韓國蔚山科學技術院 Sung-Yeon Jang 等人利用低帶隙鈣鈦礦基光電陰極和磷鉬酸介導的生物質氧化耦合太陽能制氫,產生創紀錄的20 毫安/平方厘米的高光電流密度,對應的太陽能制氫產率達到 12 微摩爾/小時/平方厘米,是迄今為止水裂解的光電化學電池器件和光伏輔助的光電化學電池器件/電化學制氫系統中報道的最高紀錄。在優化條件下,磷鉬酸可以優先解聚木質纖維素生物質中的木
158、質素,并可以提取和存儲電子,以及生產增值化學品(例如,香蘭素和乙酰香蘭素)。利用生物質生產太陽能制氫所需的能量減少,使得鈣鈦礦等低帶隙光吸收劑可以更有效地利用太陽通量,并產生創紀錄的太陽能轉化制氫效率。該研究為提高太陽能產氫率和同時實現木質纖維素生物質的有效利用鋪平了道路。來源:來源:Nature Communications.Bias-free Solar Hydrogen Production at 19.8mAcm2UsingPerovskite Photocathode and Lignocellulosic Biomass1(朱丹晨)10多國共同研討新一代燃料電池國際標準化戰略多國共
159、同研討新一代燃料電池國際標準化戰略2022 年 10 月 20 日,韓國國家技術標準研究院舉辦了燃料電池技術委員會會議,美加法德日中等主導燃料電池技術國際標準開發的 13 個國家參會,共同研討新一代燃料電池國際標準化戰略。截至 2022 年 10月,已發布 22 種國際標準,還有 14 種正在開發中,具體分工:(德國)燃料電池安全系統;(法國)計算堆棧/模塊額定功率和功率密度;(日本)利用燃料電池模塊的儲能系統;(日本)工程機械用燃料電池系統;(韓國)挖掘機用燃料電池系統;(中國)無人機用燃料電池系統;(美國)微型燃料電池系統;(韓國)筆記本電1https:/doi.org/10.1038/s
160、41467-022-33435-12022 國外零碳能源科技部署及進展113腦燃料電池系統。各方針對燃料電池堆棧評估方法達成協議以便對氫燃料電池性能進行公平比較,為使建設機械用、列車及船舶大型運輸用燃料電池產品順利進入市場,還將性能評價方法制定為國際標準。其中,韓國提出“利用氫燃料電池冷熱電三聯供系統”“使用后燃料電池堆棧性能評估方法”2 項國際標準。來源:來源:.1(李姝影 張嫻)1 https:/www.gov.kr/portal/gvrnPolicy/view/H2210000000936592?policyType=G00301&srchTxt=%ED%83%84%EC%86%8C%E
161、C%A4%91%EB%A6%BD2022 國外零碳能源科技部署及進展114九、俄羅斯零碳能源九、俄羅斯零碳能源1俄羅斯將于俄羅斯將于 2036 年前投入運行首座制氫核電站年前投入運行首座制氫核電站2021 年 12 月 27 日,俄羅斯國家原子能公司(Rosatom)下屬公司AtomEnergoMash 表示,將于 2033 年前推出俄羅斯首座制氫核站,到2036 年前投入工業運行。按照初步計劃,2023 年,使用 VVER-1000 型反應堆壓力容器(RPV)制造技術完成核能技術站高溫氣冷堆(HTGR)裝置的技術設計工作;2025 年,初獲得部署核能技術站許可證,秋季前制定設計草案;2032
162、 年底,啟動首個核能技術站機組;2035 年 12 月,首座核能技術站投入工業運行。來源:來源:Altusintel.Russia:First Station WillAppear for Development of Hydrogen1(秦冰雪)1俄羅斯向清潔能源項目投資近千億盧布俄羅斯向清潔能源項目投資近千億盧布2 月 11 日,俄羅斯召開“到 2030 年的社會經濟發展倡議”實施和結果會議,公開能源領域脫碳工作進展,涉及新核能及清潔能源。在新核能方面將撥款 960 億盧布(約合 13 億美元)用于新的核電項目建設,包括建設小型核電站、建立閉式燃料循環無廢物能源技術平臺、發展核技術市場和開
163、發新的核燃料。到 2024 年,開始建造 RITM-200 小型核反應堆并建設完成世界首座新一代核燃料生產廠;到 2030 年,實現占據世界小型核電站 20%的市場份額和 24%的核燃料市場的目標。清潔能源方面:提供 90 億盧布的聯邦預算發展氫能,到 2024 年開發 9 項國產技術、6 種生產設備及 1 個設備測試試驗場,并啟動多個氫氣出口項目,到 2030 年實現 20%的全球氫市場占有率;2024 年實現太陽能和風能發電廠投產超過 4000 兆瓦,2030 年,可再生能源設施的發電量實現 5 倍增長。1https:/ 國外零碳能源科技部署及進展115來源:來源:,-2030 1(彭皓)
164、1http:/government.ru/news/44545/2022 國外零碳能源科技部署及進展116十、沙特阿拉伯零碳能源十、沙特阿拉伯零碳能源2科學家成功開發商用級別耐濕熱鈣鈦礦太陽能電池科學家成功開發商用級別耐濕熱鈣鈦礦太陽能電池2 月 17 日,沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學 Stefaan De Wolf 教授團隊通過應用油胺碘(OLAI)分子形成二維(2D)鈣鈦礦層,有效抑制了三維(3D)鈣鈦礦的表面缺陷,使其能在 3D 鈣鈦礦頂部表面生長 2D 鈣鈦礦層,產生 2D/3D 鈣鈦礦異質結,基于異質結的電池器件具備優異的耐濕熱特性。實驗結果顯示,基于 2D/3D 異質結的倒置鈣鈦
165、礦太陽能電池光電轉換效率達到 24.3%,并在工業標準的雙 85 環境(85高溫、85%濕度)下經過 1000 小時測試,光電轉換效率仍可保持 95%以上的初始效率,滿足商業化應用標準。來源:來源:Science.Damp heatstable perovskite solar cells with tailored-dimensionality 2D/3Dheterojunctions1(湯勻 郭楷模 彭皓)3界面優化界面優化實現鈣鈦礦實現鈣鈦礦-硅疊層太陽能電池認證效率突破硅疊層太陽能電池認證效率突破29.3%2022 年 6 月 23 日,沙特阿卜杜拉國王科技大學研究人員在鈣鈦礦/C60
166、界面上,通過熱蒸發形成 1 nm 厚的多氟化鎂(MgFx)夾層,可以較好地調節鈣鈦礦層的表面能,促進電子提取,減緩非輻射復合?;谏鲜鲂?,面積為 1 平方厘米單片鈣鈦礦-硅疊層太陽能電池的開路電壓(Voc)達到 1.92 V,填充系數(Jsc)提高到 80.7%,獨立認證的穩定功率轉換效率達到 29.3%。進一步對封裝疊層器件進行了濕熱測試,1000 小時后沒有明顯的 Voc 和 Jsc 降低,且仍具有初始效率的 95.4%。該項工作為今后開發高性能太陽能光伏器件開辟新的途徑。1https:/www.science.org/doi/10.1126/science.abm5784沙特阿拉伯20
167、22 國外零碳能源科技部署及進展117來源:來源:Science.Efficient and Stable Perovskite-silicon Tandem Solar Cells through ContactDisplacement by MgFx1(湯勻)1https:/www.science.org/doi/10.1126/science.abn89102022 國外零碳能源科技部署及進展118十一、新加坡零碳能源十一、新加坡零碳能源1利用新型共價有機框架制備高性能鋰硫電池利用新型共價有機框架制備高性能鋰硫電池2022 年 5 月 12 日,新加坡國立大學研究人員提出了一種吡啶醛衍生
168、的亞胺連接的共價有機框架材料(COFs)的合成方法,其可以轉化為類 Lieb 晶格(一種重要的阻挫晶格)的咪唑并吡啶連接的共價有機框架材料 COFs(IP-COFs)。IP-COFs 作為雙價 N-雜環卡賓的前體,可以解離二硫鍵形成碳硫鍵,用于鋰硫電池的正極材料,促進鋰硫電池中正極的動力學過程。結果表明,IP-COFs 材料顯著改善了硫氧化還原化學性質,制備的鋰硫電池在 10 庫倫下,倍率性能達到 540 毫安時/克,面積容量高達 6.2 毫安時/平方厘米。來源:來源:Nature Synthesis.Constructing Ambivalent Imidazopyridinium-link
169、ed Covalent OrganicFrameworks1(湯勻)2新加坡國立大學開發近中性條件下最高功新加坡國立大學開發近中性條件下最高功率密度全有機液流電池率密度全有機液流電池2022 年 8 月 23 日,新加坡國立大學 Qing Wang 團隊利用膦酸酯官能化的亞苯基橋連的紫精衍生物 1,1-雙(3-膦?;?4,4(1,4-亞苯基)二溴化雙吡啶鎓(PPBPy)Br2)作為液流電池陽極電解液氧化還原活性物質,實現了高功率全有機氧化還原液流電池(RFB)的制備。(PPBPy)Br2具有-0.801 伏的氧化還原電位和極低的滲透率。結果表明,半電池測試中 1000 次循環后容量沒有衰
170、減。將(PPBPy)Br2和聚苯乙烯磺酸鹽-四甲基哌啶氧化物(PSS-TEMPO)配對制備的全有機氧化還原液流電池(RFB),其電池電壓高達 1.61 伏,在所有已報道的 pH 中1https:/ 國外零碳能源科技部署及進展119性水基 RFB 中功率密度最高,達到了 509 毫瓦/平方厘米。來源:來源:Angewandte Chemie International Edition.High-power Near-neutral Aqueous all OrganicRedox Flow Battery Enabled with a Pair of Anionic Redox Species1
171、(湯勻)3新加坡科研人員發現光催化高效電解水制氫技術新加坡科研人員發現光催化高效電解水制氫技術2022 年 10 月 26 日,新加坡國立大學和新加坡科學技術研究局等科學家發現,光可以觸發水電解過程的新型析氧反應機制(COM),提高水電解制氫效率,有望開辟更有效的新型工業制氫方法。該研究利用新型材料制備與測試、原位同步輻射吸收譜及密度泛函理論計算等研究手段,在羥基氫氧化鎳材料中首次發現該全新電催化反應機制。不同于現有的金屬作為氧化還原中心的吸附機制(AEM)和氧作為氧化還原中心的晶格氧機制(LOM),當催化反應遵循 COM 機制時,金屬和氧交替得作為氧化還原中心,繞過電位限制,突破現有 AEM
172、 和 LOM 反應機制的弊端,進一步提升電催化劑的性能。實驗表明,COM 機制能夠使 10 毫安/每平方厘米過電勢最低降低至 135 毫安,達到目前該領域的最好性能。該研究對于深入理解氫能制備和存儲的機理,突破限制全解水的動力學限制,尋找價格低廉、儲量豐富且催化性能優異的析氫/析氧催化劑,實現氫能的大規模應用具有重要意義。來源:來源:Nature.Pivotal Role of Reversible NiO6Geometric Conversion in Oxygen Evolution2(滕飛)1https:/ 年 5 月 23 日,世界能源理事會(WEC)發布低碳氫能規?;l展區域洞察報告
173、指出,到 2040 年低碳氫能可在全球范圍內發揮重要作用,在推進各國實現巴黎協定氣候目標的同時改善其能源體系的多樣性和安全性。氫基燃料的發展勢頭將持續增長,但各地區間存在差異,中國和美國作為全球最大氫能市場將可能實現自主供應,北歐和日韓可能成為兩個主要進口中心。俄烏沖突凸顯能源安全的重要性,短期內可能促進可再生能源及核能制氫發展。實現低碳氫能規?;l展需要全球利益相關者加強協調合作,以更好調動公共和私營資金。來源:來源:World Energy Council.Regional Insights into Low-Carbon Hydrogen Scale Up1(岳芳)2國際能源署分析成員國
174、能源技術研發與示范公共經費投入國際能源署分析成員國能源技術研發與示范公共經費投入2021 年 10 月 14 日,國際能源署(IEA)發布最新能源研發與示范經費投入分析報告,對 IEA 成員國能源技術研發與示范(RD&D)公共經費投入情況進行了分析。具體內容如下:2020 年 IEA 成員國政府能源技術 RD&D 公共投入總額達到 231 億美元,美國和日本是RD&D 公共投入最多的兩個國家;IEA 成員國能源技術 RD&D 公共投入領域日益多樣化,能源效率和可再生能源投入增長顯著;低碳能源技術成為能源技術 RD&D 公共投入的主要領域;全球能源技術RD&D 公共投入整體增長明顯。來源:來源:
175、International Energy Agency.Energy Technology RD&D Budgets:Overview2(湯勻)2https:/www.iea.org/reports/energy-technology-rdd-budgets-overview國際組織1213國際能源署生物質能執行委員會發布國際能源署生物質能執行委員會發布 2021 年成員國報告年成員國報告2021 年 11 月,國際能源署生物質能執行委員會(IEA BioenergyExecutive Committee)發布2021 IEA 生物質能國家報告,統計分析截止到 2019 年 IEA 各成員國生
176、物質能的發展情況,包括中國、歐盟、美國、英國等 27 個國家和地區,涵蓋各種可再生能源占比,以及各國生物質能在電力、供熱和交通各應用中的發展情況。大部分國家現階段將生物質制燃料作為發展生物質能的首要任務,逐漸從生物質直燃發電向交通運輸燃料領域發展,重點關注第二代生物質能的開發,并正在建立一批技術平臺。來源:來源:International Energy Agency Bioenergy Executive Committee.IEA Bioenergy CountriesReport Update 20211(吳曉燕 陳方)4歐洲原子能論壇報告強調核能在歐盟低碳能源歐洲原子能論壇報告強調核能在
177、歐盟低碳能源體系中的作用體系中的作用2021 年 11 月 30 日,歐洲原子能論壇(FORATOM)發布2050年之路:核能在低碳歐洲中的作用報告,結果顯示,歐洲現有核電站機組的持續運行將在中短期內有助于其達成凈零碳目標?,F有核電站過早關閉將導致到 2025 年二氧化碳排放量增加,從而阻礙 2030 年氣候減排目標的實現。報告提出以下政策建議:認識到核能是一種有助于歐盟實現其氣候目標并確保能源供應安全的可行路徑;避免盡早關閉核電站,因為這有可能使長期脫碳目標脫軌;對所有低碳技術進行同樣穩健和科學的評估,以確??沙掷m轉型;制定支持所有低碳技術的市場設計;認識到核能對可持續氫經濟的貢獻。來 源:
178、來 源:FORATOM.FORATOM Takeaways-Pathways to 2050:Role of Nuclear in a1https:/ Europe-2021 Updated Results1(徐英祺 陸穎)5國際能源署預測未來五年可再生能源發展趨勢國際能源署預測未來五年可再生能源發展趨勢2021 年 12 月 1 日,國際能源署(IEA)發布了可再生能源 2021:至 2026 年的分析和預測報告,根據當前的能源政策和市場發展形勢分析了可再生能源行業未來五年的發展趨勢和面臨的主要挑戰,并在近期能源和大宗商品價格上漲的背景下,預測了到 2026 年可再生能源技術在電力、運輸和供
179、熱領域的部署。報告指出,到 2026 年全球可再生能源發電裝機容量預計將比 2020 年增加 60%以上,超過 4800 吉瓦,相當于目前全球化石燃料和核能發電裝機容量的總和。除了提供詳細的市場分析外,報告還預測了能源存儲、利用可再生電力制氫、刺激方案、航空生物燃料和住宅供暖等領域的發展趨勢。來源:來源:International Energy Agency.Renewables 2021:Analysis and Forecast to 20262(李揚)6國際能源署發布國際能源署發布2021 法國能源政策回顧報告法國能源政策回顧報告2021 年 12 月 1 日,國際能源署(IEA)發布2
180、021 法國能源政策回顧報告指出,從短期來看,低碳核能是法國電力供應的重要支柱。法國政府需要做出重要決定,以確保法國在 2050 年實現凈零排放目標。特別是在核電機組現代化計劃方面,該報告顯示,由于可再生能源增長緩慢,法國可能需要推遲關閉 12 座現有核電站的計劃,對老化的現有核反應堆進行現代化改造和安全升級,以實現長期運行,確保充足的能源供應。該報告還指出,目前法國低碳能源技術和能效解決方案的部署速度不夠快,政府無法實現其能源和氣候目標,需要加大政策力度和增1https:/www.foratom.org/downloads/nov2021_pathways_2050_updated_fora
181、tom-analysis/2https:/www.oecd-ilibrary.org/docserver/6dcd2e15-en.pdf?expires=1638923791&id=id&accname=ocid56017385&checksum=D1D64696760DB4932D3D22DCA8C75E88123加投資。報告建議法國政府確保核能發電的可持續長期融資,同時保持競爭性的電力市場,此外,還應加強與能源轉型相關的核能研究。來源:來源:International Energy Agency.2021 Energy Policy Review of France1(徐英祺 陸穎)7經合
182、組織核能署發布先進反應堆系統與未來能源市場需求報告經合組織核能署發布先進反應堆系統與未來能源市場需求報告2021 年 12 月 2 日,經合組織核能署(OECD-NEA)發布先進反應堆系統與未來能源市場需求報告,就未能能源市場發展前景作出下述 5 點預測:是電力系統對供應的短期和長期靈活性需求將不斷提升;核能在電力系統中的作用將更加多樣化;核能將有助于供熱行業脫碳;先進反應堆系統可用于大規模制氫,其經濟和技術可行性已得到證實;具有閉式燃料循環系統、更高溫度、更高安全性的第四代核反應堆的部署速度將會加快。報告為推進先進核技術發展提出了 5 條政策建議:應認識到先進反應堆是一種低碳、低成本技術手段
183、,有助于推動碳減排目標的實現;制訂政策時應考慮到先進反應堆的非電力應用;政府和工業界應共同努力,完成先進反應堆示范;應促進國際合作,以提高先進反應堆的經濟可行性;應不斷推動公眾加深對先進反應堆的認識。來源:來源:OECD.Advanced Reactor Systems and Future Energy Market Needs2(徐英祺 陸穎)8國際能源署:至國際能源署:至 2024 年全球煤炭市場將保持強勁增長態勢年全球煤炭市場將保持強勁增長態勢2021 年 12 月 17 日,國際能源署(IEA)發布 2021 煤炭市場報告,對至 2024 年的全球煤炭市場發展態勢進行了分析和展望:在
184、經歷了1https:/ 年連續兩年的需求量下滑后,煤炭需求在 2021 年出現了強勁反彈,全球煤炭需求增長了 6%,全球燃煤發電增長了 9%,達到 10 350太瓦時,創歷史新高。展望期內(2021-2024 年),全球煤炭需求將保持旺盛態勢,2022 年需求量有望再創新高,達到 80.25 億噸,此后保持該增速至 2024 年。近期預測顯示,碳中和承諾雄心與實際行動之間還存在巨大差距,在凈零排放經濟中的煤炭需求水平將取決于碳捕集、利用與封存(CCUS)技術的成功部署程度。來源:來源:International Energy Agency.Coal 2021 Analysis and Fore
185、cast to 20241(郭楷模 李揚)92021 年全球對能源轉型的投資達年全球對能源轉型的投資達 7550 億美元億美元2022 年 2 月 22 日,彭博新能源財經(BNEF)發布2022 年能源轉型投資趨勢 報告指出,2021 年全球對能源轉型的投資總額達到 7550億美元。其中,可再生能源仍是最大的投資領域,投資額為 3660 億美元,比 2020 年增長 6.5%;電氣化交通是第二大投資領域,投資額為 2730億美元;電氣化熱力和核能分別為 530 億美元和 310 億美元。亞太地區吸引的投資最多,為 3680 億美元。中國再次成為能源轉型投資最大的國家,為 2660 億美元。美
186、國對清潔能源的投資為 1140 億美元,歐洲國家為 2190 億美元。來源:來源:Bloomberg NEF.Energy Transition Investment Trends 20222(廖琴)10國際能源署發布追蹤清潔能源創新:聚焦中國報告國際能源署發布追蹤清潔能源創新:聚焦中國報告國際能源署(IEA)在 3 月份發布追蹤清潔能源創新:聚焦中國報告指出,過去 20 年中國能源創新在國際舞臺發揮了重要作用,未來1https:/www.iea.org/reports/coal-20212https:/ Energy Agency.Tracking Clean Energy Innovati
187、on:Focus on China1(李嵐春 郭楷模 廖琴)11IEA:2021 年全球二氧化碳排放量反彈至歷史最高水平年全球二氧化碳排放量反彈至歷史最高水平2022 年 3 月 8 日,國際能源署(IEA)發布全球能源回顧:2021年全球 CO2排放量報告,指出 2021 年全球能源相關的 CO2排放量增長至 363 億噸,較 2020 年增長 6%,創歷史最高水平。其中煤炭使用量的增加是推動全球能源相關 CO2排放量增長的主要因素。2021 年,煤炭相關排放占全球 CO2排放增量的 40%以上,達到 153 億噸歷史新高;天然氣相關 CO2排放總量達到 75 億噸;而石油相關 CO2排放總
188、量僅為107 億噸,遠低于疫情前水平。中國是推動全球 CO2排放量反彈的主要國家,2021 年中國 CO2排放量超過 119 億噸,占全球 CO2排放總量的33%。來源:來源:International Energy Agency.Global Energy Review:CO2Emissions in 20212(湯勻)12全球風能理事會確定最具潛力的五大漂浮式風電市場全球風能理事會確定最具潛力的五大漂浮式風電市場2022 年 3 月 11 日,全球風能理事會發布漂浮式海上風電:全球1https:/www.iea.org/reports/tracking-clean-energy-innov
189、ation-focus-on-china2https:/www.iea.org/reports/global-energy-review-co2-emissions-in-2021-2126機遇報告指出,漂浮式海上風電技術對減少化石燃料使用和實現凈零排放至關重要。主要結論包括:預計漂浮式海上風電到 2026 年每年裝機容量將超過 1 吉瓦,從 2026 年開始漂浮式海上風電將進入商業化階段。通過提出一套標準(包括商業規模技術潛力、漂浮式技術潛力大于固定式技術等標準),評估發現愛爾蘭、意大利、摩洛哥、菲律賓和美國(加利福尼亞)具有巨大的漂浮式海上風電潛力。來源:來源:Global Wind En
190、ergy Council.Floating Offshore Wind:AGlobal Opportunity1(廖琴)13國際可再生能源署預測未來綠氫成本和潛力變化國際可再生能源署預測未來綠氫成本和潛力變化2022 年 5 月,國際可再生能源署(IRENA)發布實現 1.5 氣候目標的全球氫能貿易:綠氫成本和潛力,探討了 2030 年和 2050 年全球成本變化情況。綠氫與化石燃料和其他低碳替代技術相比,面臨的主要挑戰之一是成本高,因此,必須削減生產成本,使其具有成本優勢。報告通過估算全球 34 個地區的綠氫生產成本和潛力,認為到 2050 年,在最樂觀的成本假設下,最佳產地的綠氫生產成本可
191、降至 0.65 美元/千克,而較為保守的情況下,生產成本也能達到 1.15 美元/千克。來源:來源:International Renewable Energy Agency.Global Hydrogen Trade to Meet the 1.5 Climate Goal:Green Hydrogen Cost and Potential2(秦冰雪)14國際能源署分析電力系統發展分布式能源的潛力國際能源署分析電力系統發展分布式能源的潛力2022 年 5 月 2 日,國際能源署(IEA)發布了釋放分布式能源的潛力電力系統機遇和最佳實踐報告。報告指出,屋頂太陽能電池板和電池儲能等分布式能源資源
192、(DER)的快速發展,不僅將改變電力的生產方式,還將改變電力的交易、輸送和消費方式,在促進全球碳減排的同時提高電網彈性。DER 讓電力生產和交易不再局限于大型、集中1https:/ 將加速電力數字化轉型,但現在許多電網都是為傳統集中能源系統設計的,DER 的份額很小,需要更大的系統靈活性來持續平衡供需。為充分發揮 DER 的巨大潛力,未來需進行電力市場和監管的改革,從而更加有效地配置金融資本和實物資產。來源:來源:International Energy Agency.Unlocking the Potential of Distributed Energy Resources1(徐婧 黃茹
193、湯勻)15IEA分析到分析到2050年實現凈零排放的示范項目投資需求年實現凈零排放的示范項目投資需求2022 年 6 月 1 日,國際能源署(IEA)發布2050 年凈零排放:對示范項目的需求報告指出,到 2026 年至少需投入 900 億美元支持一些關鍵技術的示范項目,推進到 2030 年商業運行,以實現到 2050 年凈零排放。主要包括:新能源動力集裝箱船;將制氫、制氨和氨裂解完全整合;氫基液體和氣體燃料;將可再生能源發電與電解制氫(聚合物電解質膜電解槽、固體氧化物電解槽)、氫氣存儲和分配集成;利用純氫、氫氣和天然氣混合物或天然氣結合碳捕集實現鋼鐵脫碳;漂浮式海上風電新型構造;非化石原料制
194、大宗化學品;將碳捕集、利用和封存(CCUS)用于水泥制造、制氫(煤、天然氣、生物質原料)和發電;從環境中捕集和封存 CO2;酶法和熱化學法利用纖維素原料生產先進生物燃料。來源:來源:International Energy Agency.Net Zero by 2050:the Need for Net Zero DemonstrationProjects2(岳芳)16REN21 發布全球可再生能源現狀報告發布全球可再生能源現狀報告 20222022 年 6 月 15 日,21 世紀可再生能源政策網絡(REN21)發布 全1https:/www.iea.org/reports/unlockin
195、g-the-potential-of-distributed-energy-resources2https:/ 2022指出,盡管 2021 年全球可再生能源電力裝機容量創紀錄增長 17%,發電量增長 7793 太瓦時,但無法滿足全球電力消費 6%的增長,可再生能源在全球能源消費占比停滯不前??稍偕茉丛陔娏Σ块T能源消費占比最高(28%),但在建筑及工業供熱和制冷、交通運輸占比僅為 11.2%和 3.7%,而后兩者共占全球終端能源消費的 80%以上。能源消費總量和化石燃料使用的增幅超過可再生能源增幅,也使得全球碳排放出現史上最大增長(超過 20 億噸)。報告強調,2021 年化石燃料價格暴漲嚴
196、重影響能源安全和全球經濟,可再生能源是各國實現能源自主的唯一機會。來源:來源:REN21.Renewables 2022 Global Status Report117IEA世界能源投資報告世界能源投資報告 2022剖析全球能源投資剖析全球能源投資2022 年 6 月 22 日,國際能源署(IEA)發布世界能源投資報告2022,指出 2021 年世界能源投資總額約 2.22 萬億美元,并預測 2022年世界能源投資總額將增長 8%,達到 2.4 萬億美元。其中,能源投資增長幅度最大的是電力部門,主要投資于可再生能源和電網領域,而發達國家和中國是推動能源投資增長最重要的力量。此外,報告指出能源安
197、全的廣受關注和大宗商品價格的不斷上漲促使對化石燃料、原材料供應鏈加大投資,但只有加大對清潔能源投資,實現能源清潔轉型,才是保障能源安全、實現全球氣候目標的唯一持久解決方案。來源:來源:International Energy Agency.World Energy Investment 20222(湯勻 秦冰雪)18國際能源署發布保障清潔能源供應鏈安全報告國際能源署發布保障清潔能源供應鏈安全報告2022 年 7 月 12 日,國際能源署(IEA)發布保障清潔能源技術供應鏈安全報告,強調安全、彈性和可持續的能源技術供應鏈是成功1https:/ 5 項建議:提高供應鏈多樣性,包括為識別和開發關鍵礦
198、物提供新的和多樣化的供應來源,采取協調措施增強供應鏈彈性,利用產業政策杠桿擴大和多元化清潔能源技術制造能力,支持發展壯大循環再造產業;加速清潔能源轉型,包括快速推進和簡化清潔能源與關鍵礦物的許可和審批程序,利用政府采購創造對新的清潔能源技術和燃料的需求;創新清潔能源技術,包括利用設定目標、標準、財政激勵措施和監管改革加速市場的建立以減少關鍵礦物依賴,增加并優先考慮對研發和示范的投資和支持,采用先進數字技術方法提高能源和材料效率并降低成本;開展供應鏈開發合作,包括在國家、地區、行業層面制定清潔能源技術供應鏈圖譜,制定并采用更高的環境、社會與政府績效國際標準來提高市場透明度,支持新興市場和發展中經
199、濟體建立安全、可持續和有彈性的供應鏈;投資清潔能源,包括改善獲得可持續性金融的機會并采用適合供應鏈不同階段的金融工具,投資培養具有合適技能的勞動力,確定與凈零路徑兼容的重新利用或重新部署現有基礎設施的機會。來源:來源:International Energy Agency.Securing Clean Energy Technology Supply Chains1(岳芳 廖琴)19IRENA 分析可再生能源在中國碳中和路徑中的作用分析可再生能源在中國碳中和路徑中的作用2022 年 7 月,國際可再生能源署(IRENA)發布中國的碳中和之路:可再生能源的視角和作用報告,提出了中國實現碳中和目標
200、的13 項優先事項及建議。具體包括:開發和提供綜合的長期能源規劃;提高能源和資源效率;加快減少煤炭消費;加速向可再生能源轉型;改革電力市場;加強終端部門電氣化;擴大生物質等可再生能源的直接利用;提高氫和合成燃料的生產和使用;支持城市低碳1https:/www.iea.org/reports/securing-clean-energy-technology-supply-chains130化發展;推進輕型運輸發展并延伸至重型運輸和長途運輸;為工業部門實現凈零排放奠定基礎;支持技術研發和系統性創新;持續深化全球合作。來 源:來 源:International Renewable Energy Ag
201、ency.Chinas Route to Carbon Neutrality:Perspectives and the Role of Renewables1(滕飛)20經合組織核能署發布核能熱電聯產研究報告經合組織核能署發布核能熱電聯產研究報告2022 年 7 月 22 日,經合組織核能署發布題為電力之外:核能熱電聯產的經濟研究的研究報告。該報告指出,核能熱電聯產用于區域供熱和海水淡化項目是一項成熟的技術,可能會在減少全球碳排放方面發揮相當大的作用。報告分析顯示,第四代核反應堆,尤其是小型模塊化反應堆,具有應用更靈活和非能動安全系統的特征,因此更容易被接受,也更適合建在人口密集地區或工業設施
202、附近,有望改變熱電聯產的發展走勢;此外,高溫氣冷堆(HTGR)技術已經發展成熟,能夠實現750 高溫,有望成為熱電聯產的優選技術,但同時報告也指出電廠傳統發電需求與工業用熱需求是有區別的,HTGR 需要進一步被證明可以用于工業用熱。來源:來源:OECD-NEA.Beyond Electricity:The Economies of Nuclear Cogeneration2(徐英祺 陸穎)21國際能源署發布清潔能源轉型的安全性國際能源署發布清潔能源轉型的安全性 2022報告報告2022 年 9 月,國際能源署清潔能源轉型的安全性 2022報告強調了能源轉型期間主要的能源安全問題。報告重點論述了
203、新興能源安全問題及清潔能源安全轉型的 6 項關鍵原則:優先考慮新興經濟體的能源效率;促進獲得負擔得起和可靠的電力;防范和應對全球能源危機;重視低排放燃料的作用;重新利用現有的化石燃料基礎設施;建立安全多樣的關鍵礦產供應鏈。報告表示,加強能源安全國際合作1https:/www.irena.org/publications/2022/Jul/Chinas-Route-to-Carbon-Neutrality2https:/www.oecd-nea.org/jcms/pl_71699/beyond-electricity-the-economics-of-nuclear-cogeneration?d
204、etails=true131是二十國集團(G20)清潔能源轉型的核心部分。來源:來源:International Energy Agency.Security of Clean Energy Transitions 20221(秦冰雪)22國際能源署等聯合發布國際能源署等聯合發布2022 年突破性議程報告年突破性議程報告2022 年 9 月 20 日,國際能源署(IEA)、國際可再生能源機構(IRENA)和聯合國氣候變化高級倡導者共同發布2022 年突破性議程報告,強調加強國際合作是加速行業轉型、實現全球凈零排放的關鍵。該報告評估了電力、氫能、道路運輸、鋼鐵和農業 5 個關鍵領域在碳減排方面的
205、進展,并基于國際合作視角在技術研發、標準制定、公平競爭和財政援助等方面提出多項建議。電力:建議擴大、協調和改善對發展中國家的資助,以實現電力部門到 2030 年排放量每年下降 8%的目標;氫:通過購買承諾等激勵措施擴大市場需求,提高低碳氫和可再生氫的可獲得性和可負擔性;道路交通:建議制定 100%零排放新車銷售時間表,并加大技術創新投資,到 2030 年實現新售零排放汽車在全球新車銷量中占比達到 60%;鋼鐵:加大聯合采購承諾,并輔以預先采購措施,調動投資,實現鋼鐵行業到 2030 年平均直接碳排放強度下降 30%的目標(相比 2015 年);農業:通過增加公私資金,改善發展中國家獲得融資機會
206、,以實現農業部門碳排放量到 2030 年下降 20%的目標(相比 2017 年)。來源:來源:International Energy Agency.Breakthrough Agenda Report 20222(滕飛 秦冰雪)23聯合國歐洲經委會分析碳中和概念下技術相互作用聯合國歐洲經委會分析碳中和概念下技術相互作用2022 年 9 月 21 日,聯合國歐洲經濟委員會(UNECE)發布題為 聯合國歐洲經委會區域內的碳中和:碳中和概念下的技術相互作用的報告。該報告指出,歐洲各國政府可以通過一些可行的途徑來設計和實現1https:/www.iea.org/reports/security-of
207、-clean-energy-transitions-20222https:/www.iea.org/reports/breakthrough-agenda-report-2022132碳中性能源系統。這個碳中性能源系統應當包括:原始和最終能源供應的多樣化;逐步加速淘汰化石燃料的使用;通過可再生能源與核能實現各產業電氣化;低碳和零碳技術的廣泛創新,包括碳捕獲、利用與封存技術(CCUS)、儲能、氫能和先進核能的解決方案。為此,歐洲各國必須增加技術轉讓和部署,規劃和推動能源系統的機構轉型,并廣泛獲取利益相關者的支持,以建立安全、經濟的碳中和能源系統。最后,報告強調了國際合作對于實現碳中和能源系統的重
208、要性,UNECE將為制定系統性能源基礎設施變革的規則、標準提供一個具有包容性的中立平臺,以通過支持性政策、激勵措施和監管框架鼓勵電力、工業、建筑和運輸部門之間開展區域技術合作。來源:來源:United Nations Economic Commission for Europe.Carbon Neutrality in the UNECERegion:Technology Interplay under the Carbon Neutrality Concept1(徐英祺 陸穎)24國際能源署發布國際能源署發布2022 年全球氫能評論年全球氫能評論2022 年 9 月 22 日,國際能源署(I
209、EA)發布2022 年全球氫能評論,聚焦氫能在實現能源安全和氣候目標兩方面的潛在重要作用,梳理了氫能發展的現狀和未來發展前景,并提出系列政策建議,吸引投資、促進氫能技術的部署。該報告指出 2021 年全球低碳氫產量不到 100 萬噸,幾乎全部來自耦合碳捕集技術的化石燃料制氫。預計隨著電解槽制氫技術進步和應用試點項目的大幅增長,到 2025 年全球氫產能將增加 6倍。報告提出政策建議:政府需要實施政策降低風險并提高氫項目的經濟可行性。利用拍賣、授權、配額和公共采購等手段,擴大對低排放氫氣需求;重點支持對化石燃料依賴性高的行業用氫;利用現有天然氣基礎設施加速氫基礎設施的發展。通過制定氫生產和運輸排
210、放強度標準和認證,加強氫能貿易國際合作。定期對市場監測情況進行校準,消除監管障礙。1https:/unece.org/sites/default/files/2022-09/Technology%20Interplay_final_2.pdf133來源:來源:International Energy Agency.Global Hydrogen Review 20221(滕飛 岳芳)25國際能源署發布追蹤商業部門清潔能源創新報告國際能源署發布追蹤商業部門清潔能源創新報告2022 年 9 月 27 日,國際能源署(IEA)發布追蹤商業部門清潔能源創新報告,指出實現凈零排放所需的減排量中,近一半來
211、自目前尚未完成示范階段的技術,尤其是在長途運輸和重工業等難減排行業。如果不通過重大創新在未來 10 年改進和商業化現有技術,并盡快將當前未成熟技術推向市場,將難以實現 2050 年氣候目標。商業部門是清潔能源創新的重要參與者,2021 年全球企業在能源研發方面投入近 1200 億美元,是政府的 3 倍。報告概述了政府可用于衡量商業部門清潔能源創新活動的選項,并提出了加強追蹤商業部門能源創新的 6 點建議:盡快開始追蹤;耐心等待結果;將能源問題整合到現有調查中;開發符合用戶需求的跟蹤創新框架;與相關的國家和國際活動以及報告承諾保持一致;參與建立共識和分享實踐的國際努力。來源:來源:Interna
212、tional Energy Agency.Tracking Clean Energy Innovation in the Business Sector:An Overview2(岳芳)26彭博新能源財經指出日本氨煤共燃策略是一種昂貴的脫碳方法彭博新能源財經指出日本氨煤共燃策略是一種昂貴的脫碳方法2022 年 9 月 28 日,彭博新能源財經(BNEF)發布日本昂貴的氨煤共燃策略報告指出,氨煤共燃不太可能成為日本減少電力部門排放的經濟可行途徑。研究估計:到 2030 年,日本一座采用 50%清潔氨共燃比的燃煤電廠的平準化度電成本(LCOE)將至少為 136 美元/兆瓦時;到 2050 年,一座
213、采用 100%清潔氨的燃煤電廠的 LCOE 將至少為 168 美元/兆瓦時,高于風能或帶有儲能電池的太陽能等可再生替代能源的1https:/www.iea.org/reports/global-hydrogen-review-20222https:/www.iea.org/reports/tracking-clean-energy-innovation-in-the-business-sector-an-overview134LCOE。需要大幅提高日本的碳稅,氨共燃技術才能在經濟上可行。到2030 年,要使混合率達到 20%的清潔氨共燃在經濟上可行,每噸二氧化碳至少需要定價為 300 美元;到
214、 2050 年,要使 100%以氨為燃料的改造燃煤電廠在經濟上可行,所需的碳價格可能會降至159 美元/噸二氧化碳,遠高于日本目前設定的每噸二氧化碳低于 3 美元的“減緩氣候變化稅”。經過改造后,混合率低于 50%的氨共燃的燃煤電廠排放的二氧化碳仍比天然氣燃料聯合循環燃氣輪機電廠多。來源:來源:BloombergNEF.Japans Costly Ammonia Coal Co-Firing Strategy1(廖琴)27國際能源署發布清潔能源進展追蹤報告國際能源署發布清潔能源進展追蹤報告2022 年 10 月 7 日,國際能源署(IEA)發布清潔能源進展追蹤報告,對全球清潔能源轉型的 55
215、類關鍵技術的進展進行了詳細的追蹤和分析,以評估其是否能夠滿足 IEA 設定的 2050 年凈零排放情景目標。評估發現:有 2 類技術(電動汽車、照明)已經完全“步入正軌”,到2030 年其發展將與 2050 年凈零排放情景保持一致;30 類技術2取得了進步,總體向著正確方向發展,但還需加速進展;23 類技術3未步入正軌,近期趨勢表現為方向偏離,或無法到 2030 年與 2050 凈零排放軌道保持一致,亟需在全球范圍內做出改變。來源:來源:International Energy Agency.Tracking Clean Energy Progress4(岳芳)1https:/ 年 10 月
216、19 日,國際原子能機構(IAEA)發布了 2022 年度 國家核電概況(Country Nuclear Power Profiles)報告。該報告強調了本年度核電產業變化的關鍵趨勢,包括承諾發展核電基礎設施的國家數量增加;IAEA 成員國、原子能機構和其他各利益攸關方之間的合作增加;人力資源開發對于核電產業的重要性;為引進先進的反應堆設計而進行的研發進展以及為安全的長期運行計劃進行強有力的電廠壽命管理的必要性。該報告中預測,核發電量到 2050 年將增加一倍以上,至少有30 個國家將擴大核能的使用。來源:來源:International Atomic Energy Agency.IAEA R
217、eleases Annual Report on Country NuclearPower Profiles1;World Energy Outlook 2022 Shows the Global Energy Crisis Can Be a HistoricTurning Point Towards a Cleaner and More Secure Future2(徐英祺 陸穎)29國際能源署發布世界能源展望國際能源署發布世界能源展望 2022報告報告2022 年 10 月 27 日,國際能源署(IEA)發布 世界能源展望 2022報告指出,全球能源危機或將成為向更清潔、更安全轉型的歷史性
218、轉折點。報告從全球能源危機的起因和影響、到 2050 年實現凈零排放的最新路線圖和能源需求趨勢展望三部分進行分析,要點如下:解決能源危機的長期策略是發展低排放能源,發展彈性和多樣化清潔能源供應鏈是未來能源發展趨勢,到 2030 年清潔能源年投資將超 4 萬億美元;到 2050 年實現凈零排放仍具有實現可能,電力將成為全球能源系統轉型的關鍵;通過擴大清潔能源技術應用規模,提高能效,推進全球合作,推進基礎設施報廢與再利用,確保清潔能源供應鏈彈性以保障能源1https:/www.iaea.org/newscenter/news/iaea-releases-annual-report-on-count
219、ry-nuclear-power-profiles2https:/www.iea.org/news/world-energy-outlook-2022-shows-the-global-energy-crisis-can-be-a-historic-turning-point-towards-a-cleaner-and-more-secure-future136安全;到 2030 年,能源年均需求增長將放緩至 0.4%,低于去年報告預期;電力在終端能源消費中所占份額將越來越大,到 2050 年凈零排放情景中全球電力需求將較目前增加 150%;當今石油市場面臨巨大不確定性,既定政策情景中全球石油
220、需求將在 2035 年達到峰值,為1.03 億桶/天;全球天然氣需求快速增長的時代即將結束,凈零排放情景中到 2050 年全球天然氣需求將較目前下降 75%;當前煤炭需求增長強勢,但長期趨勢仍取決于世界應對氣候變化的決心,承諾目標情景中到 2050 年全球煤炭消耗量將下降 60%。來源:來源:International Energy Agency.World Energy Outlook 20221(湯勻 滕飛 秦冰雪)30能源轉型委員會提出實現能源轉型委員會提出實現 1.5 目標優先行動領域目標優先行動領域2022 年 11 月,能源轉型委員會(ETC)發布緊急程度:加快行動以實現1.5 的
221、目標 報告,評估了第26屆聯合國氣候變化大會(COP26)以來的進展,并概述了 COP27 及以后需要加快行動的優先領域:通過制定更宏偉的國家目標,加強國家自主貢獻,以縮小“雄心差距”。通過有針對性的政策和企業行動,在六個關鍵領域(甲烷、森林砍伐、電力、道路運輸、重工業和能源效率)進一步推動減排進展,以縮小“執行差距”。填補“融資缺口”,特別是支持中低收入國家盡快實現碳達峰,并減少碳排放。在政策和行業沒有采取足夠行動的情況下,每年至少需要 3000 億美元來支持早期煤炭淘汰、禁止森林砍伐和 CO2去除。這些資金應來自自愿碳市場的企業、慈善資本、混合支付和投資工具,以及發達國家向發展中國家的政府
222、間氣候相關資金轉移。來源:來源:Energy Transitions Commission.Degree of Urgency:Accelerating Actions to Keep 1.5 Con the Table2(秦阿寧)1https:/www.iea.org/reports/world-energy-outlook-20222https:/www.energy-transitions.org/publications/degree-of-urgency/13731能源轉型委員會發布美國能源轉型凈零路徑報告能源轉型委員會發布美國能源轉型凈零路徑報告2022 年 11 月 3 日,能源
223、轉型委員會發布美國能源轉型的凈零路徑報告,探討了美國能源凈零轉型的關鍵領域。要點包括:加快部署清潔電力和車輛電氣化;加速提升能源效率和建筑電氣化;開發和部署包括氫能在內的先進能源技術,碳捕集、利用與封存,直接空氣捕集,零碳液體燃料,以及先進的核能和地熱能技術;通過電氣化、效率升級、采用先進能源技術和低碳或零碳技術減少工業部門碳排放;減少石油和天然氣勘探和開發中的甲烷排放;加強森林和農業用地保護和封存;加快州和區域之間的協調與努力;保證能源轉型的公平性;增加國內供應鏈采購以支持各方面轉型。來源:來源:Energy Transitions Commission.Pathways to Net-Ze
224、ro for the US Energy Transition1(劉莉娜)32彭博新能源財經指出綠氫即將迎來極速增長彭博新能源財經指出綠氫即將迎來極速增長階段階段2022 年 11 月 14 日,彭博新能源財經(BNEF)報道稱綠色氫能正在進入急劇上升的階段。這種綠色能源供需的激增將推動用于分解水和生產氫的關鍵設備在全球范圍內實現 120 倍的增長。未來 8 年里,電解槽容量將從目前的 2 吉瓦增長到 242 吉瓦;到 2030 年,電解槽的總投資將達到 1300 億美元左右。預計明年電解槽的生產能力將增加一倍以上,堿性系統將繼續領先于質子交換膜電解槽。歐洲和中國對綠色氫能的需求最大,美國也在
225、采取激勵措施試圖趕上。來源來源:BloombergNEF.A Breakneck Growth Pivot Nears for Green Hydrogen2(袁潔)33國際能源署發布凈零轉型中的煤炭報告國際能源署發布凈零轉型中的煤炭報告2022 年 11 月 15 日,國際能源署(IEA)發布凈零轉型中的煤炭:1https:/www.energy-transitions.org/wp-content/uploads/2022/11/pathways-net-zero-US-energy-transition.pdf2https:/ 95%的煤炭消費發生在承諾凈零排放的國家,全球煤炭需求一直保
226、持接近歷史高位。報告要點包括:快速降低煤炭消費產生的排放是實現全球氣候目標的關鍵。如果不采取任何措施,僅現有煤炭資產的碳排放就會使全球溫升超過 1.5??焖贁U大清潔發電和基礎設施規模是電力行業煤炭轉型的必要條件。創新的財政策略將助力開啟更快轉型。國際支持對于加快新興市場和發展中經濟體煤炭轉型至關重要。要實現 1.5 目標,必須停止新建無減排措施的燃煤電廠?,F有工業減排措施需與促進減排技術創新同步進行。將以人為本的轉型需求納入國際合作、公共財政支持等綜合措施,對于煤炭轉型極為重要。來源:來源:International Energy Agency.Coal in Net Zero Transit
227、ions:Strategies for Rapid,Secureand People-centred Change1(岳芳 袁潔 滕飛)34國際可再生能源機構提出七國集團加速氫能部署的行動建議國際可再生能源機構提出七國集團加速氫能部署的行動建議2022 年 11 月 16 日,國際可再生能源機構(IRENA)發布加速七國集團氫能部署:對的建議報告,簡要總結了七國集團(G7)的氫能現狀,指出 2020 年 G7 成員國的氫能需求約為 2420萬噸,占全球總需求的 28%,其中,美國是 G7 中最大的氫能消費國。報告表示,G7 成員國未來需要通過大量部署綠氫實現凈零目標,預計到 2050 年,G7
228、 成員國的氫能需求將增長 47 倍。報告建議,G7 成員國未來氫能發展要遵循以下 5 個方面:統一氫能可持續標準、認證方法和技術標準;開展國際合作并分享經驗教訓;平衡供需關系;促進氫能在工業方面的應用;在社會民眾和行業利益相關方開展更進1https:/www.iea.org/reports/coal-in-net-zero-transitions139一步的宣傳活動。來源:來源:International Renewable Energy Agency.Accelerating Hydrogen Deployment in the G7:Recommendations for the Hydr
229、ogen Action Pact1(秦冰雪 滕飛)35國際能源署預測到國際能源署預測到 2025 年可再生能源將成最大電力來源年可再生能源將成最大電力來源2022 年 12 月 6 日,國際能源署(IEA)發布可再生能源 2022報告顯示,全球能源危機正推動可再生能源空前發展,預計到 2025 年,其發電量將超過煤炭,成為全球最大的電力來源,有助于全球實現溫升控制在 1.5 以內的目標。報告要點包括:能源危機成為加速能源清潔安全轉型的轉折點,能源安全問題引起各國高度重視,并加快部署太陽能和風能等可再生能源。20222027 年期間全球可再生能源裝機容量將增加 2400 吉瓦,且將占全球電力擴張
230、規模的 90%以上。其中,太陽能、風能新增裝機容量將占全球可再生能源新增容量的 90%以上。全球太陽能光伏供應鏈呈多元化趨勢發展,美國、印度將加大投資角逐太陽能制造市場,預計 2027 年中國全球市場份額可能下降至 75%。來源:來源:International Energy Agency.Renewables 20222(李嵐春 滕飛 鄧詩碧 陳方 秦冰雪)1https:/www.irena.org/Publications/2022/Nov/Accelerating-hydrogen-deployment-in-the-G72https:/www.iea.org/reports/renewables-2022