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1 美国能源部公布《太空能源战略》强化美国太空探索领导力 2021-06-10

2021年1月6日,美国能源部(DOE)发布《太空能源战略:强化美国在太空探索领域的领导力》报告指出,随着越来越多的国家加入到太空探索竞赛中,美国所面临的太空竞争(无论是太空商业应用还是军事应用)环境愈加激烈,必须要认真审视和应对。为此,战略围绕如何确保美国在未来十年(2021-2031年)内的太空探索和应用领先地位,提出了具体的发展目标、实施原则和实施机制,关键要点如下: 一、发展目标 1、为太空探索提供能源动力 DOE将为美国太空用户开发适用于太空探索的能源技术(包括核能和非核能源),探索能源管理系统以满足太空任务中潜在的应用需求,并推进应用于太空系统的先进能源生产、收集、储存、分配、使用、耗散和热管理技术。具体而言,该目标包括四项具体的子目标: (1)针对太空探索任务开发和部署放射性同位素动力系统 DOE将继续与美国国家航空航天局(NASA)、其他联邦机构和商业实体合作,开发和设计用于近期和远期太空探索任务的放射性同位素动力系统(RPS)。该系统利用放射性同位素的自然衰变产生的热量带来的温差电流为运行的航天器系统和科学仪器提供动力。目前,DOE与NASA合作重点开发基于钚-238放射性同位素的RPS,以满足NASA长期太空探索任务的动力需求。 (2)开发外星球用核电反应堆与核动力推进系统 由于太空探索任务执行时间和飞行距离不断增加,使得太空探索任务对登陆外星球可使用的核电系统和远程飞行核动力推进系统的需求日益强烈。DOE将与NASA合作开发用于外星球登陆后供电的核裂变反应堆和用于航天器的核动力推进系统,前者提供稳定的基本负荷电力以满足漫游车等外星球表面设施的电力需求,后者主要用于满足长期星际飞行任务的航天器动力需求。 (3)开发应用太阳能和储能系统 太阳能发电还将继续服务于卫星和外星球表面设施(如漫游车)的电力需求。此外,还需要部署储能系统作为备用电源以应对在主要能源资源不足时的电力需求。DOE将致力于将其在太阳能发电、燃料电池、储能电池和微电网领域的技术研发成果应用于满足太空探索任务的能源需求。 (4)研发热能管理和利用技术 由于太空环境的特殊性(极端环境),需要对设备进行热控制,以防止电子设备和系统遭受极端的高温或低温以及剧烈温度波动带来的潜在负面影响。因此DOE需要开发相关的热能管理技术,以及热利用技术对上述热能有效回收利用。 2、破解太空未解的科学之谜 DOE将联合各利益相关方通过空间科学研究创新和空间技术应用突破来破解太空之谜。DOE将充分利用其先进的实验室系统、设施、研究人员的专业科学能力和知识,推进太空科学研究的突破,促进对宇宙的基本理解,以及探明人类在宇宙中如何能够更加安全、可靠、高效和高质量生活和工作。具体包括以下几个目标: (1)探索太空科学知识支持人类的太空探索任务 DOE支持宇宙基础科学研究,以提高对发生在近地轨道及深空环境中的复杂物理过程的理解,这些知识对人类在太空中长期生活和执行科学任务具有重要的指导意义。 (2)利用太空实验促进物理科学发展 由于太空探索任务涉及众多学科和技术,通过在太空探索和开展的相关实验可以有力地推动DOE在粒子物理学、天文学、材料科学、化学、地球科学、合成生物学以及计算机等学科发展。 (3)发展应对太空极端环境研究能力和专业知识 由于太空探索处于极端环境(强辐射、剧烈的温度波动等),需要为此开展相关的科学知识研究。DOE支持极端温度和辐射环境下材料核心专业知识研究和科学工具开发,有助于阐明极端环境条件下的材料降解、高温形变以及材料和微电子在辐照下的失效机制。 3、维护美国太空领域的安全利益 DOE将支持太空环境感知技术研发、太空能源系统、多用途传感器和卫星开发/部署支持,将其应用于国家安全军用和民用太空项目。具体包括以下几个目标: (1)发展太空感知能力 DOE的国家安全任务之一是提供太空探索需要的专业技术、设施和领域专家资源,如航天遥感、数据分析、计算机建模仿真、宇宙环境的独特理解等领域,以支持美国国防部(DOD)和其他政府机构安全进入太空。DOE重点任务是构建太空空间感知能力,即通过上述技术和知识综合应用能够有效监测太空环境,同时收集分析太空数据并及时向地面接收站传输,这些数据能够提供关于太空环境及其演变的知识,有助于研究人员进一步认识太空环境。 (2)发展保护太空资产能力 美国几乎在生活的各个方面都依赖太空,包括通讯、天气监测、导航等。当前美国太空资产面临一系列威胁,如近地轨道大量太空碎片、小行星之类的近地天体,他们可能对太空资产构成碰撞威胁,也可能对地球造成撞击威胁;还有可能在未来发生太空战威胁(敌对国家可能企图毁坏、干扰和致盲卫星)。因此必须设法遏制和消除太空领域中不利于美国及其盟国国家利益的威胁。DOE重点任务是发展相关技术和能力提升太空能源基础设施对太空极端事件和其他破坏的抵御能力。 (3)近地天体偏转和撞击研究 DOE将与NASA、美国国家核安全管理局(NNSA)等联邦机构合作,利用高性能计算机开展模拟研究发展近地天体偏转和撞击模拟分析能力,以及开发用于研究近地天体偏转和扰动各种物理特性的技术,构建防御可能撞击地球的近地天体的能力。 4、促进太空产业发展 DOE将推动空间科学研究的创新,驱动美国未来的太空任务和太空商业应用的突破,促进和激励美国商业航天发展,以降低商业航天活动的成本和风险,强化美国在全球太空商业应用领域的领导地位。具体包括以下几个目标: (1)将新兴技术应用于太空探索领域 DOE将把人工智能、机器学习等新兴数字技术引入到太空探索研究任务中,以实现对海量实验数据的高效收集和处理,如将其应用于储能系统高性能材料和化学品发现,以提升实验效率、缩短实验周期。 (2)鼓励在太空任务中使用DOE技术 DOE在技术开发和商业化方面具有悠久的历史,迄今为止发展了数百种能源技术以及众多的科研设施,这些技术和设施在推动美国太空探索任务发展中发挥了关键作用。如DOE的国家同步加速器光源II已用于原位分析NASA从太空取回的样本,橡树岭国家实验室的超算系统用于处理太空科学任务获得的海量数据,劳伦斯伯克利国家实验室的回旋加速器使研究人员更好地了解辐射对材料和电子产品的影响等。因此,在未来的太空任务中,需要继续发挥DOE的关键作用,广泛应用DOE发展的相关技术和设施。 二、战略执行原则 DOE执行战略时将以下述三项基本原则为基础: 1.DOE在执行太空相关活动时需要同步发展DOE的科技人力资源;创造机会保持和留住经验丰富的科学家、工程师和技术人员队伍;并推进科学、技术、工程和数学(STEM)项目发展,为DOE培育下一代储备人才。 2.DOE确保科学设施和基础设施发展受益于承担的太空研究、实验和技术开发任务。 3.DOE继续采取灵活资助合作模式,如“联邦资助研发中心”(FFRDC)资助模式,以及与其他联邦机构、行业和大学的战略合作模式,不仅有利于DOE有效开展支持太空探索的研究活动,也为DOE提供了一套高效合同管理模式。 三、战略实施机制 DOE将利用各种实施机制,如DOE项目导向的资助、DOE赞助的跨学科科技计划、战略伙伴关系项目、国家实验室导向的研发活动、技术转型和私营部门伙伴关系倡议(例如创新峰会、合作研发协议等),来推进战略的实施和目标的实现。 查看详细>>

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2 NETL总结先进计算技术在极端环境材料研发应用进展 2021-05-28

2021年1月19日,美国能源部国家能源技术实验室(NETL)发布文章,总结了利用大数据和机器学习等先进计算技术,开发用于超超临界蒸汽发电和超临界CO2循环发电的超高温合金材料研发进展。未来化石燃料发电厂将在更高温度和压力下高效运行,因此需要开发具备优越耐腐蚀和抗蠕变性的新型超高温合金材料,其成本、可成型性和可焊接性需与传统高温材料相当,从而提高化石燃料发电效率并降低排放。由NETL牵头的DOE化石燃料办公室“极端环境材料”(eXtremeMAT)国家实验室联盟,致力于利用DOE在材料设计、高性能计算、先进制造、原位表征、性能评估方面的领先专业知识和能力,加速开发极端环境下的高性能材料,重点关注改进耐热合金和模型,以预测现有和未来化石燃料发电系统中材料的长期性能。 借助于大数据和机器学习等技术,可将材料开发过程变得更简单和快速,eXtremeMAT国家实验室联盟的研究团队将上述技术与模拟、建模结合,无需进行物理实验即可预测合金样品的性能,在短期内就取得了一系列重要进展,包括: 1、开发了一套物理模型,能够通过一定数量的短期蠕变测试来预测蠕变破裂。该模型有助于加速新材料研发,以及让新材料更加快速地通过恶劣环境材料耐用性测试的资格认证。 2、开发了第一代材料工程模型,该模型整合了材料在服役期间的微结构变化数据,能够预测承受多轴应力和循环载荷的组件性能。该模型可在商业有限元分析软件包中实现,可更好地预测组件故障和剩余寿命,并实现预测性维护。 3、筛选出了几种经济实惠的氧化铝成型奥氏体不锈钢,与先进的高温奥氏体合金相比具有增强的耐高温性能。这些成本较低的合金可以降低超临界发电系统在高温高压极端环境下运行的系统成本。 4、在数据管理方面,NETL的研究人员为eXtremeMAT研发团队在计算多尺度建模、仿真和数据科学等领域的工作做出了贡献。例如,创建了一个数据库平台,用于整理材料数据分析所需的实验和仿真数据以及元数据,以加快材料的设计开发和寿命预测。基于NETL的先前研究,向奥氏体不锈钢信息数据库中增加了钢、镍超合金和高熵合金数据集。从文献中获取的数据集也已经被加入到数据库中,包括日本国立材料科学研究所的疲劳数据集。德克萨斯大学埃尔帕索分校收集的蠕变数据已与eXtremeMAT团队共享,其蠕变特性以及随附的元数据也已添加到eXtremeMAT数据集中。 查看详细>>

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3 牛津能源研究所:碳中和承诺下中国天然气发电的挑战与趋势 2021-05-22

2020年12月14日,牛津能源研究所发布观点文章《中国电力行业的天然气:挑战与前进道路》,分析了“十四五”规划和2060年碳中和目标背景下中国天然气发电现状、面临挑战和未来趋势。报告指出,昂贵的天然气进口成本和燃气轮机技术以及缺乏充分竞争的电力市场,是中国天然气发电面临的主要障碍。尽管如此,预计“十四五”期间天然气发电仍将加快增长,到2025年将新增40-50吉瓦发电机组,电力行业天然气消费量将翻一番达到750-800亿立方米。中国政府提出的2030年碳达峰及2060年碳中和承诺将限制煤炭消费,加上集成可再生能源对电力系统的灵活性要求,未来政策框架对天然气发电将更为支持,但碳中和目标将限制所有化石燃料(包括天然气)消费,天然气发电不可能在长期内显著发展。主要内容如下: 1、中国天然气发电发展缓慢 目前,天然气在中国电力行业中占比较小。尽管中国天然气发电装机容量从2010年的26吉瓦增至2019年的90吉瓦,但仍仅占发电机组总容量的4.5%,在火电机组中不到10%。在发电量方面,2019年中国天然气发电量为236太瓦时,仅占全国总发电量的3.2%,而燃煤发电占比则达到62%。从增长速度来看,风电和太阳能发电的增速快于天然气发电。此外,天然气发电的平均运行时间仍较低,2019年约为2500小时,煤电则达到了4000小时。 2、“十三五”期间天然气发电机组建设未达到规划目标 尽管政府已经认识到天然气作为“清洁能源”的优势,并实施政策促进其在电力及其他部门的发展,但截至2020年9月,中国天然气发电装机容量为97吉瓦,未达到“十三五”规划中设定的110吉瓦目标。虽然“十三五”规划制定了天然气发电目标,但缺乏具体的实施政策。另外,2017年冬季北方地区煤改气导致的严重天然气供应短缺使中国天然气政策发生重大转变,从推广天然气发电厂转变为有序发展天然气调峰电厂并限制新建热电联产电厂。政策变化加上天然气的高昂成本,使天然气在中国电力系统中的作用一直极为有限。 3、过高的天然气成本是中国天然气发电的主要障碍 燃料成本占天然气发电成本的七成以上,中国近一半的天然气需求通过进口LNG或管道天然气满足,其成本远大于国内资源丰富的煤炭,因此天然气发电难以与煤电竞争,收回投资成本极大依赖于补贴。即使2020年由于充足的供应和新冠疫情影响,全球天然气价格大幅下跌,中国天然气发电成本仍高于煤电成本。另外,中国缺乏完善的碳排放交易市场,试点市场的碳价也持续较低水平,因而难以体现天然气发电相对于燃煤发电的低排放优势。短期内,由于严格监管的电力市场结构及煤电的优势地位,天然气发电仍将面临较大挑战。 4、昂贵的燃气轮机技术是中国天然气发电的另一个障碍 昂贵的燃气轮机技术及对国外制造商的依赖是另一个发展障碍。当前中国燃气轮机技术落后于国际水平,目前约能实现70%的组件国产化,但核心组件制造、某些特定技术、定期检查和维护仍由外国厂家掌握,设备成本占前期投资成本的50%。中国大多数天然气发电厂都采用9E和9F级燃气轮机,但国际领先厂商如西门子和通用电气已经开发了更先进的9H级燃气轮机,在效率、启动时间、排放量和灵活性方面均有改善,其热效率可达64%,比超超临界燃煤电厂高近20%,但设备价格也比同级别燃煤电厂高出30%。而且,中国大多数天然气发电厂的维护都依赖与国外供应商的服务协议,中型电厂一个大型维护周期的成本可能高达6000万美元。尽管天然气发电在降低污染物排放方面有优势,但对燃煤电厂改造以实现超低排放的成本仍低于“煤改气”。中国正努力缩小与国外的技术差距,国家电力投资集团成立了中国联合重型燃气轮机技术公司,计划到2023年完成300兆瓦F级重型燃气轮机的设计和开发,到2030年完成400兆瓦G/H级燃气轮机的开发。哈尔滨电气集团和上海电气集团也通过组建合资公司实现一些零部件国产化以提供本地维护服务。因此,国内燃气轮机技术发展将有助于降低天然气电厂的成本。 5、缺乏竞争性的电力市场难以实现天然气发电盈利 在完全竞争性电力市场中,用电高峰期和非高峰期之间的价格差异可能会使灵活的天然气发电获利。尽管中国进行了新一轮电力市场改革,超过70%的发电仍低于基准价,辅助服务市场也处于起步阶段,天然气发电难以收回投资成本。监管机构对放开市场、提高电价持谨慎态度。尽管地方政府可在基准价格范围内调整天然气发电价格,但不足以支撑燃料和运营成本,仍需依靠政府支持。此外,发电厂的运行主要由安全调度而非经济调度决定。为保证电力供应,通常保持燃煤电厂50%-60%的负荷运行水平,以将储备电量维持在较高水平,多余电量也会被用于调峰,压缩了天然气发电厂的运行时间。目前中国正进行电力现货市场试点,但现货价格仍然偏低,其主要原因是超过90%的发电量受限于长期合同或基准价格,无法将天然气发电的灵活性充分变现。而且,疫情危机导致经济增长放缓,政府调低电价以降低企业成本,短期内基准电价不太可能上调,这使得天然气发电市场前景黯淡。 6、过高的天然气进口依存度将影响政策制定 2019年,中国天然气消费同比增长8.6%达到3064亿立方米,占一次能源消费的8.1%。天然气进口依存度达43%,略低于2018年(44%)。天然气进口依存度从2005年开始迅速增长,尽管受到疫情影响,预计2020年仍将达到42.6%。中国已成为仅次于日本的全球第二大LNG进口国。鉴于中国巨大的能源需求,专家估计,当中国天然气占能源消费15%时,天然气消费量将占全球天然气贸易量的50%。因此,天然气进口依赖可能威胁中国能源安全,进而影响未来的政策制定。 7、“十四五”期间中国新建天然气发电机组将达40-50吉瓦 尽管受到上述阻碍,但天然气发电的灵活性、低排放等优点仍有利于其发展。为实现碳中和目标,中国最迟要在2050年前淘汰燃煤发电并实现电力净零排放。这需要尽快集成间歇性可再生能源,提高电力系统灵活性成为优先事项之一。由于储能技术仍无法实现大规模商业部署,平衡电力系统要求部署包括天然气发电的灵活性技术。因此,预计“十四五”规划将实施更强有力的政策支持建设天然气发电机组。迄今为止,政策重点仍放在燃煤电厂技术升级,“十三五”规划提出到2020年完成220吉瓦燃煤电厂灵活性改造,但过高成本和缺乏激励措施,仅完成了计划的25%。预计到2025年,天然气发电装机容量将新增40-50吉瓦,达到140-150吉瓦,比当前水平增加50%;电力部门天然气消费量将增长40%-50%,达到750-800亿立方米。未来十年,中国天然气需求将翻一番达到5500-6000亿立方米。 8、2060年碳中和目标下,天然气发电不可能显著扩张 中国要实现到2060年净零排放目标,需要彻底改变能源结构,化石燃料在能源消费中占比需从当前的85%大幅减少。这将限制煤炭消费,为低碳能源增长提供了空间。然而,由于净零排放电力将主要依靠可再生能源,限制化石燃料消费也将影响天然气发电的部署。清华大学气候变化与可持续发展研究院(ICCSD)在2020年10月发布的“中国长期低碳发展战略与转型路径研究”项目成果指出,中国最早应在2025年之前限制煤炭消费,天然气在能源结构中占比预计从当前的8.5%升至2025年的11%,到2030年达到13%。根据ICCSD的1.5℃情景,到2050年中国天然气发电装机容量达到200吉瓦,天然气发电(配备碳捕集系统)仅占总发电量的3%。 查看详细>>

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4 加拿大发布国家氢能战略提出2050愿景 2021-05-12

2020年12月16日,加拿大自然资源部发布《加拿大氢能战略》,旨在通过建设氢能基础设施以及促进终端应用,使加拿大成为全球主要氢供应国,推进国家的清洁能源转型。该战略分析了加拿大发展氢能的机遇和挑战,提出了至2050年的氢能战略愿景和近、中、长期发展路径,并明确将在战略合作、降低投资风险、研发创新等8个方面开展32项行动。详细内容如下: 一、加拿大发展氢能的机遇和挑战 1、发展机遇 (1)氢能生产。加拿大具有氢能生产的丰富原料储备、熟练技术工人和战略性能源基础设施,在氢能和燃料电池技术创新方面也处于领先地位。目前,加拿大主要通过天然气蒸汽重整技术年产约300万吨氢,已建立了氢生产供应链,并做好准备向清洁制氢转变。预计到2050年加拿大氢能产量将增至目前的7倍,每年生产超过2000万吨低碳氢,氢能生产方式也将转为多种途径,包括电解制氢、化石燃料制氢、生物质制氢、工业副产氢等。 (2)终端应用。氢能应用将集中在能源密集型行业,包括将氢气用于长途运输(燃料电池车、氢发动机)、发电、工业和建筑供热,以及用作工业原料。加拿大政府制定了到2025年零排放汽车(包括燃料电池车)占轻型汽车年销量10%、2030年达到30%、2050年达到100%的目标。加拿大在燃料电池车方面具有技术优势,当前全球投运的2000多辆燃料电池巴士中约一半为加拿大技术。此外,燃料电池有望在中/重型货运、铁路运输和航运发挥重要作用,在采矿设备(包括物料搬运车)方面也有较大应用潜力。而在短期内,氢-柴油混燃卡车将成为可能的发展方向。在发电方面,可通过氢燃气轮机或固定式燃料电池供电,用于负荷管理、长期储能以及偏远社区和工业区(如矿区)的供电。在工业领域,氢可为石油和天然气的上游开采供热,并用作下游精炼环节的化学原料,此外还可为水泥、钢铁、造纸等工业过程供热,以及用作沥青、氨、甲醇、液体燃料、钢铁、氮肥等生产中的原料。将氢气混入天然气网或发展纯氢输送管网,可为建筑供气及供热。 (3)氢气出口。加拿大拥有强大的氢气生产能力,建立了国际贸易伙伴关系,并拥有深水港、管道网络等基础设施,有助于加拿大成为全球最大清洁氢供应国,预计到2050年加拿大氢出口额可能达到500亿加元。 2、面临挑战 (1)经济和投资。目前氢与其他传统燃料相比还不具备成本竞争力,以燃料电池为主的终端应用成本也较高,未来5-10年需要强有力的政策和财政支持以降低风险,吸引投资。 (2)技术和创新。尽管加拿大的某些氢能和燃料电池技术已处于商业准备阶段,但仍需进一步支持研发以降低成本,并开发新的应用解决方案、实现新的技术突破。 (3)政策和法规。加拿大目前缺乏全面和长期的氢能相关政策和监管框架,已制定政策的各地区政策缺乏一致性。 (4)氢能基础设施可用性。加拿大目前低碳制氢供应有限,而且缺乏输运和存储氢气的基础设施,阻碍了试点和应用推广,长期来看还需建设专门的输氢管道和液化工厂等基础设施,以确保低碳氢的供应。 (5)规范和标准。目前加拿大的氢能部署尚处于早期阶段,缺乏相关规范和标准,以确保氢能应用的最佳实践。 (6)公众意识。民众、工业界和各部门对氢能发展机遇和安全性缺乏认知,需增强对氢能安全利用和经济、环境效益的认识和理解,以建立良好发展的氢能行业。 二、发展愿景及路径 1、氢能战略2050愿景 加拿大政府计划通过发展氢能,到2050年实现如下目标:(1)高达30%的能源以氢的形式输送:(2)成为全球前三大清洁氢生产国,国内供应量超过2000万吨/年;(3)建立低碳氢供应基地,交货价格达到1.50-3.50加元/千克;(4)超过500万辆燃料电池汽车投运;(5)建立全国加氢网络;(6)在当前通过天然气供应的能源中,实现50%以上由氢气掺混现有天然气管道和新建专用输氢管道来提供;(7)通过低成本氢气供应网络带动新兴产业发展;(8)造就约35万个氢能行业岗位;(9)国内市场氢能直接部门收入超过500亿美元;(10)形成有竞争力的氢出口市场;(11)相关CO2减排量最高达到1.9亿吨/年。 2、发展路径 (1)近期(至2025年):奠定氢经济基础。规划和开发新的氢供应和分配基础设施,以支持成熟应用的早期部署,同时支持新兴应用的示范。清洁燃料标准等法规将是推动氢能行业近期投资增长的基础,同时还需出台新的政策和监管措施。 (2)中期(2025-2030年):实现氢能行业增长和多样化。随着技术的成熟和终端应用的技术成熟度达到或接近商业化,氢能应用将聚焦于相比其他零排放技术能够实现价值最大化的途径。 (3)长期(2030-2050年):氢能市场快速扩张。随着部署规模的扩大和新商业应用的增多,在氢能供应和分配基础设施的支持下,加拿大将开始受益于氢经济。 三、行动举措 该战略针对加拿大氢能发展提出在8个方面采取32项行动,具体包括: 1、战略合作 战略性利用现有和新的合作伙伴关系,合作规划促进氢能发展。具体行动包括:(1)通过政府间工作组、跨多级政府和独立团体进行协作,确定优先部署领域,并分享通过早期部署获得的知识、最佳做法和经验教训;(2)利用加拿大的创新清洁技术公司和世界领先的氢能和燃料电池专业知识,扩大公私合作伙伴,以加速跨价值链的项目部署:(3)促进区域部署中心的跨部门合作,以展示氢能多种应用对综合生态系统的经济和运行优势;(4)加强与国际伙伴的合作并采取协同举措,吸引外国投资,并加速加拿大在全球市场上获得发展机遇。 2、降低投资风险 建立资金计划、长期政策和商业模式,以鼓励工业和政府投资发展氢经济。具体行动包括:(1)实施长期政策以确保产生持续的氢需求,并降低建造氢能供应和分配基础设施的私营投资风险;(2)启动多年期计划并形成清晰的长期监管环境,以支持氢能生产和终端应用项目,包括项目的可行性评估;(3)开发区域部署中心,以示范、验证和实施整个价值链(生产、分配到终端应用)的商业案例;(4)促进各级政府和私营部门的共同资助。 3、研发创新 采取行动支持进一步技术研发,制定研究重点,促进利益相关方之间的合作,以确保加拿大在氢能和燃料电池技术方面保持全球竞争优势和领先地位。具体行动包括:(1)制定战略性基础研究优先事项,确保持续取得氢能技术进展并提升经济性,设定技术性能和成本目标;(2)投入专门资金持续支持研发,以确保加拿大保持氢能和燃料电池的技术领先地位;(3)利用学术界、政府实验室和私营部门实验室的专业知识,创建区域研究中心,并鼓励以任务为导向进行研究、开发和试点部署;(4)支持企业基础研究项目,协调审查和信息共享,促进联邦实验室、工业界、学术界以及国际合作伙伴之间的合作。 4、规范和标准 更新并制定规范和标准,以适应行业的快速变化,消除国内和国际部署障碍。具体行动包括:(1)更新、协调并确认规范和标准,以支持部署并促进新技术和基础设施在早期市场的采用;(2)成立规范和标准工作组,其中包括有管辖权的省级主管部门,以共享经验教训并确定准则和标准的差异;(3)制定基于性能的标准,并确保不会将氢排除在更广泛的法规、标准和规定之外;(4)促进加拿大在国际标准和认证方面的领导和参与(例如制定全球碳强度指标、天然气系统中氢的掺混标准等),简化国际贸易。 5、扶持性政策和法规 确保各级政府将氢能纳入清洁能源路线图和战略,并鼓励其应用。具体行动包括:(1)确保各级政府在制定新的政策、计划和法规时考虑氢能在加拿大未来能源体系中的重要作用;(2)鼓励政府更新现有政策、计划和法规,以促进国内氢能生产和终端应用的增长;(3)确保氢能成为国家和省/地区级综合清洁能源路线图的一部分;(4)制定基于性能的标准,定义氢能的碳强度阈值,明确政府支持项目中可再生氢应用程度的时间进度要求。 6、公众意识 在技术快速发展的时期,从国家层面引导公民和社区了解氢能安全性、用途和益处。具体行动包括:(1)支持氢能区域部署中心的社区参与;(2)开展宣传和推广活动,对政府、行业、公众和其他重要影响者进行氢能安全、用途和效益方面的宣传教育;(3)为氢能早期市场开发一套工具和资源,以帮助终端用户进行定量评估,并依托政府运营网站管理工具和资源;(4)支持工业界和学术界合作开发氢能课程,进行认识、兴趣、技能培养和培训,开发下一代人才库,为新的氢能发展机遇做好人力准备。 7、区域规划 实施多层次、协同的政府工作,促进制定区域氢能发展规划,以确定氢气生产和终端应用的具体机遇和计划。具体行动包括:(1)多级政府共同努力促进区域氢能规划的制定,确保联邦政府参与以及国家氢能战略取得协同效应;(2)确定建立区域氢能中心的机会,涵盖整个价值链相关项目;(3)制定和实施区域氢能规划,涵盖公用事业、主要相关行业以及清洁技术公司;(4)确定与其他省/地区协调和交叉的领域,以促进和加速氢能整体应用。 8、国际市场 与国际伙伴合作,确保在全球推广包括氢气在内的清洁燃料,促进加拿大工业在国内外蓬勃发展。具体行动包括:(1)发展领先的加拿大品牌,使加拿大成为全球低碳氢及其应用技术的首选供应商;(2)投资氢能基础设施,将氢能供应与国际市场联系起来,例如用于氢气运输的液化设施以及从加拿大西部到美国的氢气管道;(3)开展国内旗舰项目,突出加拿大的专业知识,吸引国内市场投资,并在国际上推广;(4)利用现有国际论坛/组织展现加拿大的领导地位,并开拓新的市场机会。 查看详细>>

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5 日本《绿色增长战略》提出2050碳中和发展路线图 2021-05-07

2020年12月25日,日本经济产业省发布了《绿色增长战略》,确定了日本到2050年实现碳中和目标,构建“零碳社会”,以此来促进日本经济的持续复苏,预计到2050年该战略每年将为日本创造近2万亿美元的经济增长。为了落实上述战略目标,战略针对包括海上风电、燃料电池、氢能等在内的14个产业提出了具体的发展目标和重点发展任务,详细内容如下: 1、海上风电产业 发展目标:到2030年安装10 GW海上风电装机容量,到2040年达到30-45 GW,同时在2030-2035年间将海上风电成本削减至8-9日元/千瓦时;到2040年风电设备零部件的国内采购率提升到60%。 重点任务:推进风电产业人才培养,完善产业监管制度;强化国际合作,推进新型浮动式海上风电技术研发,参与国际标准的制定工作;打造完善的具备全球竞争力的本土产业链,减少对外国零部件的进口依赖。 2、氨燃料产业 发展目标:计划到2030年,实现氨作为混合燃料在火力发电厂的使用率达到20%,并在东南亚市场进行市场开发,计划吸引5000亿日元投资;到2050年实现纯氨燃料发电。 重点任务:开展混合氨燃料/纯氨燃料的发电技术实证研究;围绕混合氨燃料发电技术,在东南亚市场进行市场开发,到2030年计划吸引5000亿日元投资;建造氨燃料大型存储罐和输运港口;与氨生产国建立良好合作关系,构建稳定的供应链,增强氨的供给能力和安全,到2050年实现1亿吨的年度供应能力。 3、氢能产业 发展目标:到2030年将年度氢能供应量增加到300万吨,到2050年达到2000万吨。力争在发电和交通运输等领域将氢能成本降低到30日元/立方米,到2050年降至20日元/立方米。 重点任务:发展氢燃料电池动力汽车、船舶和飞机;开展燃氢轮机发电技术示范;推进氢还原炼铁工艺技术开发;研发废弃塑料制备氢气技术;新型高性能低成本燃料电池技术研发;开展长距离远洋氢气运输示范,参与氢气输运技术国际标准制定;推进可再生能源制氢技术的规模化应用;开发电解制氢用的大型电解槽;开发高温热解制氢技术研发和示范。 4、核能产业 发展目标:到2030年争取成为小型模块化反应堆(SMR)全球主要供应商,到2050年将相关业务拓展到全球主要的市场地区(包括亚洲、非洲、东欧等);到2050年将利用高温气冷堆过程热制氢的成本降至12日元/立方米;在2040-2050年间开展聚变示范堆建造和运行。 重点任务:积极参与SMR国际合作(如参与技术开发、项目示范、标准制定等),融入国际SMR产业链;开展利用高温气冷堆高温热能进行热解制氢的技术研究和示范;继续积极参与国际热核聚变反应堆计划(ITER),学习先进的技术和经验,同时利用国内的JT-60SA聚变设施开展自主聚变研究,为最终的聚变能商用奠定基础。 5、汽车和蓄电池产业 发展目标:到21世纪30年代中期时,实现新车销量全部转变为纯电动汽车(EV)和混合动力汽车(HV)的目标,实现汽车全生命周期的碳中和目标;到2050年将替代燃料的经济性降到比传统燃油车价格还低的水平。 重点任务:制定更加严格的车辆能效和燃油指标;加大电动汽车公共采购规模;扩大充电基础设施部署;出台燃油车换购电动汽车补贴措施;大力推进电化学电池、燃料电池和电驱动系统技术等领域的研发和供应链的构建;利用先进的通信技术发展网联自动驾驶汽车;推进碳中性替代燃料的研发降低成本;开发性能更优异但成本更低廉的新型电池技术。 6、半导体和通信产业 发展目标:将数据中心市场规模从2019年的1.5万亿日元提升到2030年的3.3万亿日元,届时实现将数据中心的能耗降低30%;到2030年半导体市场规模扩大到1.7万亿日元;2040年实现半导体和通信产业的碳中和目标。 重点任务:扩大可再生能源电力在数据中心的应用,打造绿色数据中心;开发下一代云软件、云平台以替代现有的基于半导体的实体软件和平台;开展下一代先进的低功耗半导体器件(如GaN、SiC等)及其封装技术研发,并开展生产线示范。 7、船舶产业 发展目标:在2025-2030年间开始实现零排放船舶的商用,到2050年将现有传统燃料船舶全部转化为氢、氨、液化天然气(LNG)等低碳燃料动力船舶。 重点任务:促进面向近距离、小型船只使用的氢燃料电池系统和电推进系统的研发和普及;推进面向远距离、大型船只使用的氢、氨燃料发动机以及附带的燃料罐、燃料供给系统的开发和实用化进程;积极参与国际海事组织(IMO)主导的船舶燃料性能指标修订工作,以减少外来船舶CO2排放;提升LNG燃料船舶的运输能力,提升运输效率。 8、交通物流和建筑产业 发展目标:到2050年实现交通、物流和建筑行业的碳中和目标。 重点任务:制定碳中和港口的规范指南,在全日本范围内布局碳中和港口;推进交通电气化、自动化发展,优化交通运输效率,减少排放;鼓励民众使用绿色交通工具(如自行车),打造绿色出行;在物流行业中引入智能机器人、可再生能源和节能系统,打造绿色物流系统;推进公共基础设施(如路灯、充电桩等)节能技术开发和部署;推进建筑施工过程中的节能减排,如利用低碳燃料替代传统的柴油应用于各类建筑机械设施中,制定更加严格的燃烧排放标准等。 9、食品、农林和水产产业 发展目标:打造智慧农业、林业和渔业,发展陆地和海洋的碳封存技术,助力2050碳中和目标实现。 重点任务:在食品、农林和水产产业中部署先进的低碳燃料用于生产电力和能源管理系统;智慧食品供应链的基础技术开发和示范;智慧食品连锁店的大规模部署;积极推进各类碳封存技术(如生物固碳),实现农田、森林、海洋中CO2的长期、大量贮存。 10、航空产业 发展目标:推动航空电气化、绿色化发展,到2030年左右实现电动飞机商用,到2035年左右实现氢动力飞机的商用,到2050年航空业全面实现电气化,碳排放较2005年减少一半。 重点任务:开发先进的轻量化材料;开展混合动力飞机和纯电动飞机的技术研发、示范和部署;开展氢动力飞机技术研发、示范和部署;研发先进低成本、低排放的生物喷气燃料;发展回收CO2,并利用其与氢气合成航空燃料技术;加强与欧美厂商合作,参与电动航空的国际标准制定。 11、碳循环产业 发展目标:发展碳回收和资源化利用技术,到2030年实现CO2回收制燃料的价格与传统喷气燃料相当,到2050年CO2制塑料实现与现有的塑料制品价格相同的目标。 重点任务:发展将CO2封存进混凝土技术;发展CO2氧化还原制燃料技术,实现2030年100日元/升目标;发展CO2还原制备高价值化学品技术,到2050年实现与现有塑料相当的价格竞争力;研发先进高效低成本的CO2分离和回收技术,到2050年实现大气中直接回收CO2技术的商用。 12、下一代住宅、商业建筑和太阳能产业 发展目标:到2050年实现住宅和商业建筑的净零排放。 重点任务:针对下一代住宅和商业建筑制定相应的用能、节能规则制度;利用大数据、人工智能、物联网(IoT)等技术实现对住宅和商业建筑用能的智慧化管理;建造零排放住宅和商业建筑;先进的节能建筑材料开发;加快包括钙钛矿太阳电池在内的具有发展前景的下一代太阳电池技术研发、示范和部署;加大太阳能建筑的部署规模,推进太阳能建筑一体化发展。 13、资源循环产业 发展目标:到2050年实现资源产业的净零排放。 重点任务:发展各类资源回收再利用技术(如废物发电、废热利用、生物沼气发电等);通过制定法律和计划来促进资源回收再利用技术开发和社会普及;开发可回收利用的材料和再利用技术;优化资源回收技术和方案降低成本。 14、生活方式相关产业 发展目标:到2050年实现碳中和生活方式。 重点任务:普及零排放建筑和住宅;部署先进智慧能源管理系统;利用数字化技术发展共享交通(如共享汽车),推动人们出行方式转变。 查看详细>>

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6 欧洲电池技术创新平台发布2030战略研究议程 2021-04-25

2020年12月15日,欧洲电池技术创新平台“电池欧洲”(ETIP Batteries Europe)发布《电池战略研究议程》,明确了到2030年欧洲电池技术研究和创新优先事项。ETIP Batteries Europe由欧盟委员会在“战略能源技术规划”(SET-Plan)框架下于2019年创建,汇集了工业界、学术界和行业协会的代表,旨在推进电池价值链相关研究和创新行动的实施,加速建立具有全球竞争力的欧洲电池产业。该议程从电池应用、电池制造与材料、原材料循环经济、欧洲电池竞争优势四方面提出了未来十年的研究主题及应达到的关键绩效指标,关键内容如下: 一、电池应用 1、交通应用 未来十年该领域将主要进行如下主题研究:①电池系统,包括电池单元和系统设计及相关制造工艺,需考虑机械、电气和热等方面;②电池管理,基于知识和数据的电池管理研究,考虑算法、软件和硬件,包括传感器集成、标准化、与车辆内/外系统的互操作性以及车辆到电网技术相关研究;③用于电池设计、制造和管理的数字孪生技术;④开发评估电池性能和安全性的新方法和工具,包括结合物理和虚拟测试的方法。 2、固定式储能 未来十年该领域将主要进行如下主题研究: (1)通过创新的技术和组件降低固定式储能电池的成本,改进循环寿命,以确保最佳性能。该主题研究将改进电池能量密度、功率密度、循环和周期寿命、放电深度、充放电倍率等,并降低资本支出、运营支出等,还将进行再利用和再循环设计。关键绩效指标:固定式储能电池的完全等效循环寿命增至15000个循环或30年;充放电倍率达到8C/8C;自放电率达到0.1%荷电状态/月;放电持续时间超过10小时。预算:5000万欧元。 (2)提高固定式储能系统安全性的技术、方法和工具。该主题研究将解决固定式储能电池系统尺寸和安装相关的安全性问题,如通过组件和系统设计来增强安全性,或通过先进建模进行运行监控以实现故障主动预防和预测。关键绩效指标:安全相关的系统维护和运行的运营成本下降20%;故障报告减少90%;建立一套监管框架和技术标准。预算:5000万欧元。 (3)开放式和可互操作的先进电池管理系统。该主题研究将开发可开放访问的电池管理系统,并对数据和格式进行标准化,有助于对电池寿命进行可靠预测并评估第二生命周期,同时将通过可互操作的先进电池管理系统促进系统的集成。关键绩效指标:循环寿命大于15000次;促进对电池的大规模部署,增加电池的再利用;成本降低30%。预算:3000万欧元。 (4)互操作性、数字孪生和多服务模式。该主题研究将通过增强互操作性降低电池成本,更有效地实现机对机协作,通过数字孪生进行仿真模拟以将电池储能系统和混合储能系统纳入电网规划中,以及开发储能系统的多种服务。关键绩效指标:到2024年互操作性达到3级;到2030年平准化储能成本(深度放电循环下)低于0.01欧元/千瓦时/循环。预算:5000万欧元。 (5)电动汽车电池可持续性以及二次应用于固定式储能。该主题将解决电池二次再利用的耐久性、性能以及老化带来的安全风险,示范有效的商业模式,开发低成本的技术和生态设计用于电池拆卸和调整。关键绩效指标:到2030年可二次使用的电池占比达到20%;所有类型电池的回收效率均得到提高。预算:5000万欧元。 (6)中长期储能。该主题将开发经济高效的系统和技术,用于中期(大于5小时)至长期(几星期至几个月)储能,以实现备用电源、市场套利和可再生能源电力的转移。关键绩效指标:中期储能自放电率低于2%/月;长期储能自放电率低于0.5%/月;循环寿命大于15000次;到2030年平准化储能成本低于0.01欧元/千瓦时/循环。预算:6000万欧元。 二、电池制造与材料 1、电池制造 未来十年该领域将主要进行如下主题研究: (1)创新电池单元组件的设计及制造工艺研究。该主题将通过改进电池设计和配置,在电池单元中应用可改善性能的新型先进材料和组件,同时在电池设计阶段考虑增强安全性和可回收性。关键绩效指标:电池能量密度和安全性提高40%;通过在电池单元中减少使用非活性材料,使每千瓦时的碳强度降低25%;与当前锂电池生产相比,电池生产成本至少降低20%。预算:9000万欧元。 (2)电池单元设计的数字化。该主题将数字化技术用于开发先进多尺度模型、电化学以及老化机理研究,以缩短电池开发设计时间和成本,并减少对环境的影响。关键绩效指标:电池单元开发成本至少下降20%;实验次数减少1/5至1/3。预算:5000万欧元。 (3)制造设备和工艺创新。该主题将改进制造能力,降低材料损耗,提高能效和产品一致性,还将开发适用于新型电池(如固态电池)的新工艺以及循环和数字化概念。关键绩效指标:与当前锂离子电池最先进生产水平相比,电池生产率提高10%-15%,电池单元整体生产效率提高90%以上;通过改造将设备资本投入成本降低8000万欧元/吉瓦时;能耗降低25%。预算:1亿欧元。 (4)工艺集成和工厂数字化运营。该主题将通过数据分析以改进生产线,并进行预防性故障排除。在生产线层面将应用机器学习和人工智能技术,在工厂层面将整合能量流和材料流形成供应生态系统。关键绩效指标:生产率提高10%-15%;与当前锂离子电池生产相比,能耗降低25%。预算:6000万欧元。 2、电池先进材料 未来十年该领域将主要进行如下主题研究: (1)车用第3代锂离子电池的研究与创新。该主题将开发可实现更高能量密度和功率密度的先进材料,用于更大容量和/或更高电压下运行,将重点关注调整正极和负极材料、更稳定的电解质材料、粘结剂等。关键绩效指标:质量及体积能量密度分别达到350-400瓦时/千克和750-1000瓦时/升;可在4.7伏以上的高电压下运行;在高容量或高电压下可深度循环超过3000次或2000次;电堆成本低于100欧元/千瓦时。计划上市时间及预算:2025年以后,1亿欧元。 (2)车用第4代锂电池的研究与创新。该主题将开发固态电解质以及正负极材料,实现更高的热稳定性和电化学稳定性以及更高能量/功率密度,实现快速充电、可循环性并提高安全性。材料开发范围从传统材料到锂金属基负极和高电压正极材料。关键绩效指标:4a代锂离子电池单元质量能量密度超过400瓦时/千克,体积能量密度超过1000瓦时/升;4b和4c代锂电池单元体积能量密度分别超过800瓦时/升和500瓦时/升;循环寿命达到3000次;充电倍率达到3-5C;电池堆成本降至75欧元/千瓦时以下。计划上市时间及预算:2030年以后,2亿欧元。 (3)固定式储能用锂离子电池的研究与创新。该主题将开发正负极、电解质、粘结剂等材料以确保固定式储能锂离子电池可用于公用事业规模(超过100兆瓦)和商业高功率应用(低于100兆瓦),通过多种材料策略提高公用事业规模应用的导电率、能量密度、寿命以及高功率应用的导电率和容量。关键绩效指标:商业高功率应用中电池体积能量密度超过500瓦时/升,寿命超过6000次循环,充电倍率达到5-6C;公用事业规模应用中电池体积能量密度超过500瓦时/升,寿命超过10000次循环,成本低于0.05欧元/千瓦时/循环。计划上市时间及预算:2030年,1亿欧元。 (4)电动汽车轻质先进材料的研究与创新。该主题将开发基于玻璃纤维、碳纤维、新型塑料、高强度钢材的新型轻质材料,并示范材料用于汽车结构和功能部件的高强度重量比性能。关键绩效指标:电动汽车车身重量减轻40%;电池包重量减轻70%;轻质材料占电动汽车材料的65%;传动系统成本降低30%,耐久性提高30%;行驶里程达到700公里;可回收性达到99%。计划上市时间及预算:2025年后,0.5亿欧元。 (5)实现超快充电的先进材料研究与创新。该主题将开发各种材料体系,实现用户友好、安全可靠、功率传输能力超过350千瓦的超快速充电站。关键绩效指标:充电时间低于10分钟;功率传输能力超过350千瓦;充电过程中欧姆电阻导致的能量损失低于2%。计划上市时间及预算:2025年后,0.5亿欧元。 三、原材料循环经济 1、电池一次及二次原材料的可持续加工 到2030年关键绩效指标:电池原材料加工中无液体排放;石墨、电池化学和正极活性材料前驱体加工能效比当前最先进水平提升25%;锂提取及加工过程碳排放比当前最先进水平降低50%;欧洲电池制造商的原料中,25%的碳酸锂当量由欧洲自身供应。 未来十年该领域将主要进行如下主题研究: (1)原材料来源、可持续性和可追溯性。该主题将开发协调和直接的方式从全球供应链中获得原材料。短期(2021-2025年)优先事项:开发评估成员国原材料资源/储量的通用方法;确定从欧盟以外地区获取原材料的可持续性要求;全球供应链的可靠采购和可追溯性;开发和评估跟踪和标记技术、数字账本技术。中期(2026-2030年)优先事项:在整个生命周期内对材料进行跟踪和标记。 (2)电池原料的可持续提取和精炼。该主题将开发锂、镍、钴、锰和石墨的加工方案,用于国内和进口原料。短期(2021-2025年)优先事项:可持续锂价值链解决方案;开发正极活性材料前驱体可持续加工工艺,替代当前工艺;电池化学和正极活性材料前驱体加工中无液体排放;用于电池金属浸出和提取的新型可回收试剂;将欧洲的石墨生产整合到电池生产中;开发协同加工和工艺集成的新业务模式;开发新型冶炼和矿渣工程技术,以解决冶炼过程中镍和钴的损失;将加工流程建模与针对单个主要流程的环境影响评估相结合。中期(2026-2030年)优先事项:从工业或城市废物等新来源中回收金属和化学品;开发经济可行的锰回收工艺;合成石墨生产中石油基原料的替代;开发二次产品回收的通用流程;在电池原料加工装置和/或矿山中替代化石燃料并使用智能和/或可再生能源解决方案;开发新的硅生产方法;使用多孔硅等新型策略/材料制造富硅负极(负极密度超过1200毫安时/克)。 (3)原材料生命周期评估和材料流分析。该主题将通过新型、整体的电池循环定量工具,增强环境可持续性。短期(2021-2025年)优先事项:原材料生命周期数据的开放存取;电池生态标签;在早期设计过程中进行生命周期评估;原材料流分析;可靠的原材料(包括化学品和前驱体)生命周期信息;可靠的回收材料生命周期信息数据;全面可持续性评估;评估一次材料和二次材料的能耗、成本及其他影响。中期(2026-2030年)优先事项:采矿的区域生命周期评估、生命周期数据和下一代电池生命周期评估;社会生命周期评估方法在电池价值链中的开发和应用,尤其是原材料相关研究。 2、回收 关键绩效指标:①电池回收,到2025年便携式电池回收率达到55%,2030年达到65%,工业和车用电池回收率达到100%;②电池材料回收,到2030年电池材料回收率超过60%,锂离子电池材料回收率钴>95%、镍>95%、锂>70%、铜>95%。 未来十年该领域将主要进行如下主题研究: (1)电池收集、反向物流、分选和拆解。该主题将开发综合性技术,以安全有效地处理不断增多的废弃电池,最终进入回收流程。短期(2021-2025年)优先事项:研发电池健康评估新技术和新设备;研发产品二次利用和废物回收的标准化诊断协议和界限标准;开发标准化、经济高效的储存和运输容器,配备可视和热负荷监测系统,必要时还配备惰性气体;研发配备能量回收系统的放电技术和装置;开发标准化电池标签系统并探索与电池信息数据库集成;研发自动化电池分选和拆解技术。中期(2026-2030年)优先事项:可持续循环利用设计;模块化自动拆解技术;电池拆卸全过程的风险和安全性研究;特殊材料的分选;装配方法。 (2)冶金回收工艺、工业集成和基于二次材料的前驱体。该主题将对电池进行有效加工,以尽可能低的环境足迹和成本回收有价值(或有害)的原材料。短期(2021-2025年)优先事项:目前正大规模生产的锂离子电池和镍氢电池的回收;建立可行的整体回收流程,以有效利用在未来10年内报废的大量汽车电池废料以及生产废料;电解液、隔膜和电极粘结剂等非金属元素的下游循环或安全处理;进一步开发冶金工具和建模,以对替代技术方案进行技术经济性比较;制定所有回收工艺装置的安全规程;减少回收过程对环境的影响;实现工业闭环,将制造过程的低价值化学品投入电池制造中。中期(2026-2030年)优先事项:开发集中、集成和自动化闭环过程;作为替代方案,开发用于电池废料灵活处理的分散式(本地或移动式)冶金处理装置,以最大限度地减少运输过程;探索直接回收电池材料和组件的方法;探索包含非金属元素回收的电池全材料回收技术;新工艺概念的试点。 四、欧洲电池竞争优势 该领域旨在基于对电池价值链的深入研究,实现新概念前沿电池技术开发的飞跃,以研发低成本、可持续和安全的高性能电池,使欧洲在电池生产和部署方面处于领先地位。因此,未来十年将需要对如下电池技术主题进行研发: (1)对技术成熟度(TRL)超过2级的电池技术进行改进。主要包括:①超越第4代电池的锂金属电池(TRL为2-4级),采用创新的高电压(大于4.8伏)/高容量(大于500毫安/克)正极和固态电解质,实现较高能量密度和完全可回收性;②锌基二次电池(TRL为2-6级),实现更绿色、安全的储能;③使用低成本电解液的钠离子电池(TRL为2-3级),用于无锂储能;④更绿色的液流电池(TRL为3-6级),使用低成本活性材料(无关键原材料),具备更高能量密度。 (2)对技术成熟度1-2级的电池概念进行基础研究,以开发使用高可用性金属的新型电池。主要包括:①有机电池(TRL为1-3级),包括液流电池;②从钠开始到多价离子金属(除锌以外)的金属电池(TRL为1级);③基于阴离子穿梭的电池(TRL为1级);④基于活性金属如钠、钾、铝、锌等的高功率一次再生电池(TRL为1-2级),用于季节/年度级的电化学储能。 查看详细>>

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7 美国能源部《储能大挑战路线图》提出五大重点领域行动 2021-04-20

2020年12月21日,美国能源部(DOE)发布《储能大挑战路线图》,提出将在“技术开发,制造和供应链,技术转化,政策与评估,劳动力培养”五大重点领域开展行动,以建立美国在储能领域的领导地位。作为DOE第一份综合性储能战略,该路线图除了进一步推进储能基础研究外,还强调加速储能相关技术从实验室向市场的转化,重点关注增强美国国内具有竞争力的大规模制造能力,并确保供应链的安全性。路线图提出:到2030年,美国国内的储能技术及设备的开发制造能力将能够满足美国市场所有需求,无需依靠国外来源。关键要点如下: 一、“储能大挑战”路线图背景 2017-2020年期间,DOE在储能相关技术研发投入了16亿美元资金,平均每年4亿美元。虽然储能相关各业务部门已制定了各自的发展目标与方向,但DOE尚未提出解决储能问题的全面战略。为此,DOE于2020年1月推出“储能大挑战”计划,旨在加速下一代储能技术的开发、商业化和应用,维持美国在储能领域的全球领导地位。 “储能大挑战”路线图的使命是成为全球储能创新、制造和应用的领导者,愿景是通过储能技术使美国乃至全球能源系统更具弹性、灵活性、可承受性和安全性。 二、路线图是基于“美国创新、美国制造和全球部署”目标的一个全部门战略 路线图设定了“美国创新、美国制造和全球部署”三大战略目标,加速一系列储能技术的创新。DOE确定的成本目标,包括: (1)到2030年,长期固定式储能的平均成本降至0.05美元/千瓦时,比2020年降低90%。实现这一目标将推动储能在一系列领域的商业应用,包括:满足高峰需求期间的负荷;保障电网能够满足电动汽车快速充电;确保关键基础设施(包括信息通信技术)的可靠性。 (2)到2030年,300英里续航里程电动汽车的电池组制造成本降至80美元/千瓦时,与目前143美元/千瓦时的锂离子电池成本相比降低44%。实现这一目标将使电动汽车具有成本竞争力,同时有利于固定式储能电池的技术发展。 三、为实现“美国创新、美国制造和全球部署”三大目标,路线图提出在五个领域开展重要行动 为实现DOE提出的“美国创新、美国制造和全球部署”三大战略目标,“储能大挑战”路线图将在以下五个领域开展行动,包括: (1)技术开发:使DOE当前和未来的储能研发活动围绕以用户为中心和维持长期领导地位的目标进行。具体包括:①开发一组利益相关方案例,识别并更新2030年及以后的储能技术性能和成本目标;②确定能在2030年前实现成本目标的研发路径和储能技术组合;③开发标准化的度量标准,以促进技术成本和性能评估;④支持美国创新生态系统(包括国家实验室、大学、初创企业)所有储能技术从实验室到市场转化的路径。 (2)制造和供应链:为美国储能制造业发展技术、方法和策略,以支持和加强美国在创新和持续规模制造的领导地位。包括:①深入理解各种储能技术生产和制造中的技术障碍,识别关键技术指标;②支持创新,降低制造成本,克服技术壁垒;③加速新兴制造工艺工业化推广,加强美国在商业规模测试/验证创新技术的能力;④制定系统设计和测试标准化条例,简化新兴储能技术制造创新的应用过程;⑤加深理解并追求创新,加强国内供应链(包括与盟友和合作伙伴)合作,提高国内供应链弹性,推进关键材料采购的多样化,改善回收利用过程,减少对国外原材料和零部件的依赖;⑥建立国内电池制造生态圈。 表1不同储能技术的制造挑战 (3)技术转化:通过现场验证、示范项目、公私合作、融资业务模式开发以及高质量市场数据的传播,来确保DOE研发成果向国内市场转化。具体包括:①加强外部合作伙伴对DOE国家实验室专家、设备和知识产权的获取能力,以加速技术创新推向市场进程;②开发全球化项目进行技术测试,生成用于技术验证和标准化评估的数据,降低技术市场转化风险;③寻求行业合作和跨部门参与,将私营部门与政府联系起来,解决储能技术的融资风险;④提供行业和市场分析,支持投资、市场开拓和决策活动;⑤扩大数据收集和分析能力,将DOE资助项目与商业机遇联系起来。 (4)政策与评估:提供数据、工具和分析方法,以支持政策决策并最大程度地发挥储能的价值。具体包括:①识别和评估联邦、州和地方政府的政策法规,对固定式和交通运输领域相关储能技术的部署、运行和价值有重大影响;②开发最前沿的数据、工具和分析系统,解决政策评估问题;③制定一个协调、系统的客户参与计划,向利益相关方交付开发的储能技术产品;④帮助利益相关方做出明智决定,最大化能源系统和终端用户储能技术的效用和价值。 (5)劳动力培养:培养研究、开发、设计、制造和运营储能系统的专业人才队伍。具体包括:①通过在“储能大挑战”框架下增加利益相关方的投入,加强和扩大现有计划的相关性;②对所有教育层次和目标人群进行需求评估和技能评估;③为员工发展提供创新机会,以工会为合作对象,促进应对更广泛的储能技术挑战,满足劳动力发展需求。 查看详细>>

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8 NETL总结先进能量转换系统关键技术2020年研发进展 2021-04-14

2020年12月14日,美国能源部国家能源技术实验室(NETL)发布文章,总结了该机构2020年在先进能量转换系统关键技术方面的研发进展。NETL一直致力于开发利用化石燃料、可再生能源生产电力、燃料和化学品的先进能量转换系统技术,目前进行的相关研究包括:高效热电联产系统的先进涡轮机翼型;旋转爆震发动机;磁流体动力发电;先进诊断技术。主要进展如下: 1、高效热电联产系统的先进涡轮机翼型 NETL热科学团队正在开发高度可靠的热电联产系统,为该系统的燃气轮机研究先进翼型。该项研究的目标是通过新翼型的冷却设计、新型材料开发和3D打印技术以提高燃气轮机效率。该项目已完成的工作集中在通过开发翼型冷却设计提高其耐用性,使涡轮机点火温度达到1300摄氏度。研究团队正在确定最有前景的翼型结构用增材制造材料,预计将在2021年重点进行该项工作,并对翼型初步设计进行测试。 2、旋转爆震发动机 NETL研究团队正与其他美国联邦机构合作开发旋转爆震发动机(RDE)技术,该技术可产生可控的连续爆震波,用于改进的涡轮机,可避免常规涡轮机的压力损失和效率下降,减少燃料消耗,降低碳足迹和环境影响。该项技术既可用于陆地发电,也可用于船舶、飞机、航天器等推进装置。NETL的研究主要针对发电系统,2020年进行了优化RDE与燃气轮机集成的设计、开发可延长运行时间的水冷式装置、氮氧化物排放的实时测量等。 3、磁流体动力发电 磁流体动力发电技术能够提高化石燃料发电厂效率并降低碳捕集成本,其原理是从高速流动的高温电离气体中获取动能并转换为电能。2020年NETL在超高温磁流体动力发电机的研究方面取得了新突破,将新型陶瓷设计用于发动机中,使运行温度高于钾盐沸点,后者为磁流体发电系统常用的电离助剂。 4、先进诊断技术 高效的先进能量转换系统往往需要高温、高压运行环境,难以应用常规诊断技术。NETL基础燃烧实验室研究团队在2020年开发了先进的诊断技术,能够提供准确、真实的数据,以验证下一代化石燃料和可再生燃料(如氢)燃烧发电模型,如直接发电(DPE)系统和RDE系统。其主要的诊断研究包括:将激光诊断技术用于DPE系统的超高温环境中测量温度;使用激光探针、光谱等技术测量磁流体发电系统的流体导电率;将高速摄像技术用于捕捉RDE研究中超音速爆震波与进气道相互作用的过程。 查看详细>>

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9 欧盟委员会发布欧洲能源联盟进展评估报告 2021-04-11

2020年10月14日,欧盟委员会发布《能源联盟进展2020》报告,总结了欧洲能源联盟战略框架下欧盟及其成员国在可再生能源、能效、能源安全、能源市场、研究创新五方面的举措和进展。报告为成员国《国家能源与气候计划》的实施以及能源相关投资和改革如何促进经济复苏提供了指导。关键要点如下: 一、欧洲能源联盟进展 1、碳减排 欧盟已经制定了到2050年实现碳中和的目标,欧盟委员会已提出了一项欧洲气候法案,将这一目标以立法形式确立并提出了实现措施。目前,欧盟已经超额完成了到2020年温室气体排放比1990年减少20%的目标,欧盟27国的温室气体排放量处于1990年以来的最低水平,其主要原因是能源供应相关排放的减少。然而,在新冠疫情爆发前的5年中,国际航空排放持续增加,同期交通运输总排放也逐年增加。自2010年以来,欧盟燃料供应的平均温室气体排放强度有所改善,但仍需采取进一步行动,以确保2020年实现《燃料质量指令》设定的6%减排目标。 过去5年,欧盟碳排放交易体系(ETS)涵盖活动的排放量显著减少,尤其是电力部门。2019年,欧盟ETS所涵盖的工业和电力活动总排放量同比下降9.1%,其中电力部门温室气体排放量大幅减少了近15%,工业排放则下降了2%,是欧盟ETS第三阶段(2013-2020年)迄今为止的最大降幅,但欧洲经济区内航空排放量温和增长近1%。2019年1月开始运行的市场稳定储备机制已经大大降低了排放配额的盈余,预计2020年拍卖配额数量将减少约3.75亿欧元,2021年将会继续减少,欧盟将在2021年修订ETS的同时对市场稳定储备机制进行首次审查,以确保实现至少55%的温室气体减排目标。另外,除了新冠疫情导致2020年初欧盟碳价短暂下跌外,2019年1月至2020年6月欧盟碳价稳定在24欧元左右,欧盟委员会将尽快发布一系列气候报告,包括温室气体排放、欧盟碳市场和燃料质量的详细信息。 2、可再生能源 2018年,欧盟可再生能源在终端能源消费总量中占比增至18%,有12个成员国的进展符合其国家目标,但仍有5个成员国进展较为缓慢。总体而言,欧盟有望实现其2020年可再生能源目标。对可再生能源的投资越来越受市场因素驱动,成员国越来越倾向于通过竞争性招标来支持可再生能源发展,并确保按照国家援助和欧盟内部能源市场规则的要求,将可再生能源整合到电力市场。欧盟鼓励成员国探索使用合作机制的所有方案,包括统计数据转移,以确保实现其2020年可再生能源目标。欧盟委员会准备支持成员国之间缔结统计协定和开展相关对话,包括通过正在筹备的欧盟可再生能源发展平台。2020年后,欧盟将全力推进成员国对2030年可再生能源目标的贡献,包括通过2021年发布《可持续增长战略》(Sustainable Growth Strategy)以及欧洲旗舰计划“Power up”以加快可再生能源的开发和使用。最近商定的欧盟可再生能源融资机制允许成员国投资可再生能源项目,以换取参与成员国的统计归属。此外还将修订相关的国家援助指南,特别是《国家环境和能源援助指南》,以加快可再生能源的部署。 3、能效 欧洲能源联盟已经认识到能效在实现所有气候和能源目标方面的关键作用,并将“能效第一”原则写入相关法案。2018年,欧盟终端能源消费同比上升0.2%达到11.24亿吨油当量,比2005年下降了5.9%,比2020年目标高出3.5%;一次能源消费同比下降0.6%达到15.52亿吨油当量,比2005年下降了9.8%,比2020年目标高出4.6%。由于经济活动增长推动能源消费上升,成员国实施的新政策和措施不足以降低能源消费并使其回到实现2020年目标的轨道上。欧盟能效领域创造的直接就业机会从2000年的24.4万个稳步增加到2017年的96.4万个,年均增速(17.4%)超过了其他经济体(0.5%)。 2020年的部分数据表明,新冠疫情危机对欧盟能源需求产生了重大影响。即使这有助于实现2020年的能效目标,也不会导致能源消费的结构性下降。一旦经济复苏,预计会出现反弹效应。欧盟计划通过2021年《可持续增长战略》以及欧洲旗舰计划“Renovate”,提高公共和私人建筑的能源和资源效率,并通过智能家居和智能电表推动数字化发展,帮助欧洲从新冠疫情危机中复苏。欧盟委员会正在制定更多指导方针,并将“能效优先”原则纳入所有相关政策提案,如欧盟能源系统集成战略、“翻新浪潮”计划和即将修订的跨欧洲能源网络。成员国还需要在经济规划、政策和投资决策中考虑能效措施。 4、能源安全 尽管新冠疫情危机对能源需求造成了巨大的压力,但欧盟成员国确保了能源基本业务的连续性。欧洲能源联盟关于能源安全的立法框架,如《电力部门风险防范条例》和《天然气供应安全条例》,在应对危机影响方面发挥了重要作用。欧盟立法机构成立的专家组在促进跨境协调,以及成员国、系统运营商和能源部门相关机构之间的广泛合作和信息共享方面发挥了关键作用。作为后续行动,欧盟委员会正在评估能源供应的潜在脆弱性和提高能源技术关键供应链恢复能力的备选方案。欧盟新出台的《欧盟安全联盟战略》包括了一项加强关键能源基础设施恢复能力和网络安全的建议,欧盟委员会还开始制定网络法规,以确保跨境电力流动的网络安全。 电力部门方面,《风险防范法规》的实施确保各成员国能够相互合作,以预防、防范和缓解电力危机。此外,欧洲输电系统运营商网络(ENTSO-E)应用两种新方法能够首次确定最相关区域的电力危机情景,并可根据往年夏季情况进行季节充足性评估。欧盟委员会还通过了关于成员国在预防和管理危机方面相互提供援助时给予公平补偿的建议。 基础设施方面,欧盟制定了电力互联能力目标,一些成员国还没有达到2020年10%的互联目标。共同利益项目可以促进成员国的脱碳努力,并为欧洲的氢能市场奠定基础,这些措施可能涉及“互联欧洲”设施以及“促进经济复苏及其韧性增强基金”(Recovery and Resilience Facility)的旗舰行动Power up的支持,以通过现代化电网和增强互联性整合清洁技术和可再生能源。欧盟同时也在努力确保对现有的互联和数字平台进行充分利用,实施与内部电力市场设计相关的规定,使欧洲电力交易效率大幅提高。 天然气供应安全方面,成员国已经制定了预防措施和应急计划,包括减轻天然气供应中断影响以及确定国家和区域级的风险。欧盟委员会将继续帮助成员国执行团结原则,以确保即使在严重的天然气危机情况下,也能保障所有成员国的天然气供应。欧盟委员会已经评估了海上石油和天然气作业安全性的相关现行立法经验,并将于年底向欧洲议会和理事会提交报告。 核安全保障方面,欧盟已建立涵盖整个核能生命周期的全面框架,包括对乏燃料和放射性废物的管理。欧盟委员会将继续监测这一框架在成员国的实施情况。欧盟还将继续在欧盟范围内促进核能安全发展,特别是在运营或计划建造核电站的国家,主要措施包括支持进行压力测试和采取后续行动,以促进合适和透明的执行过程。欧洲理事会特别强调了确保白俄罗斯Ostrovets核电站的核安全和环境安全的重要性。 5、内部能源市场 欧盟实施了一些重要举措加强内部电力和天然气市场,尽管取得了良好的进展,但还需做出更多努力。 在电力方面,欧洲清洁能源一揽子计划,尤其是2019年通过的新电力市场设计规则,为建立以可再生能源为主的能源市场铺平了道路。数据互操作性相关的实施法案有助于促进用户和新服务供应商参与市场,《电力法规》通过最大程度利用电力互连的规则来确保电力市场的进一步整合,这些规则将促进跨境贸易,使能源资源在整个欧盟得到更有效的利用。欧盟正实施一套全面的技术法规(网络法规),取得了积极成果。自2016年以来,各成员国零售电价逐渐接近,但仍存在较大差异,零售电价仍由监管机构制定,而不是由市场规律决定。税收对最终能源价格,特别是电力价格有着重大影响,这可以为推进特定能源品种的使用创造条件,成员国可以综合考虑税收影响以确保价格信号的变化能够促进清洁、公平的能源转型。欧盟能源税指令的一些税收减免实际是对化石燃料的补贴,与《欧洲绿色协议》的目标不符,对其的修订正在改进这些问题。 在天然气方面,欧盟内部市场已取得良好进展。欧洲天然气中心交易量一直持续增长到2020年,2020年第一季度仍同比增长了32%,不同天然气来源的连通性和获取途径也在不断改善。不过,2019年欧洲市场的天然气价格水平有所下降,但零售价格仍较2018年有所上涨。欧盟《能源进口法案》突出了欧盟对化石燃料进口的依赖以及面临的动荡国际市场。2016至2018年,欧洲能源进口总额增至3300亿欧元/年,扭转了从2013年最高峰(4000亿欧元)的下降趋势。2020年新冠疫情将降低能源进口价格,随着经济复苏,价格有望上涨,但可能要到2021年才能恢复到2019年的水平。 6、研究、创新和竞争力 (1)研究与创新 在研究与创新方面,欧盟的清洁能源公共和私营支出发展趋势并不乐观。与前几年相比,欧盟成员国在清洁能源研究和创新方面的支出略有减少,而欧盟清洁能源技术研究和创新的公共投入总额在国内生产总值(GDP)的占比在世界主要经济体中是最低的。全球对于清洁能源技术的投资都出现下降趋势,根据国际能源署(IEA)的统计,2019年全球低碳能源技术的公共投入低于2012年。相应地,2012年以来清洁能源技术的专利申请量也在下降,而电池和智慧能源管理等高价值技术的专利申请一直在增加。 近年来,欧洲能源联盟研究与创新优先领域的私人投资一直在减少。此外,欧盟成员国、工业界、学术界和欧盟委员会对欧盟“战略能源技术计划”(SET-Plan)涵盖的研究和创新活动相关投资仅占到2030年所需资金投入的15%。欧盟成员国能够利用一系列政策工具支持研究与创新活动,如“地平线欧洲”、“创新基金”和“投资欧洲”等。“地平线2020”框架计划针对欧洲绿色协议的招标预算为10亿欧元,旨在解决关键的能源和系统集成挑战,包括海上和陆上能源的生产、对大规模电解槽的支持、清洁能源在港口、机场的使用以及高能效建筑的建设和翻新。 (2)竞争力 第一份竞争力进展报告显示,欧盟工业部门成功抓住了清洁能源技术需求增加带来的机遇。在增加值、劳动生产率、就业增长和普及率方面,工业部门的竞争力优于传统能源技术。就GDP而言,清洁能源部门在欧盟经济中越来越重要,而传统能源的重要性正在下降。欧盟工业部门得益于风能、可再生氢能和海洋能技术的先发优势。在欧盟不具备(或已失去)先发优势的领域,也需要持续努力追赶并建立竞争优势。 考虑到对太阳能和锂电池的需求增长,这些技术的模块化和在其他领域的应用潜力尤为重要,如将太阳能系统集成到建筑、车辆或其他基础设施中。欧洲电池联盟已经证明了欧盟成员国、研究团体和工业界之间更好的协调能够促使工业利益相关方投资清洁技术。基于这一成功探索,欧盟委员会发起了欧洲清洁氢能联盟和欧洲原材料联盟。同样,智能电网等其他关键技术也很重要,预计欧盟智能电网行业将在未来十年显著增长。考虑到绿色技术的绝大多数投资将在欧盟以外地区进行,有必要确保欧盟产业能够在公平的环境中竞争。 (3)补贴 欧盟有必要加大努力,以减少能源浪费并促进能源转型,能源补贴数据是进行准确监控的关键。能源补贴相关数据仍然零散,各成员国《国家能源和气候计划》的报告基本不完整。欧盟能源补贴报告显示,2018年欧盟能源补贴总额达到1590亿欧元,较2015年增长5%。其中,超过一半的补贴支持清洁能源转型,但化石燃料补贴仍占1/3(500亿欧元)。化石燃料补贴在过去十年相对稳定,2012年达到530亿欧元的峰值,随后从2015年开始再次增长,到2018年增长了6%。奥地利、丹麦、爱沙尼亚和匈牙利等成员国与这一总体趋势相反,大幅削减了化石燃料补贴。 7、结论与展望 欧洲能源联盟已成为实现《欧洲绿色协议》目标的重要支柱,新冠疫情危机的巨大压力已经验证了能源联盟框架的韧性,总体而言,能源联盟可以支持欧盟实现2050年碳中和目标。欧盟委员会将在未来几个月全力支持成员国制定强有力且经得起考验的国家经济复苏计划,以可持续和社会公平的方式推动欧洲的发展。 在这种背景下,必须尽快加大努力以减少对浪费性能源消费的支持,并将其转向促进清洁能源转型的措施,如终止化石燃料补贴。欧盟委员会将与成员国合作,减少化石燃料消费并逐步取消化石燃料补贴。此外,委员会将着手应对国家层面对清洁能源技术研究和创新投入明显减少的问题,以增强长期可持续增长的潜力,包括通过建立产业联盟在整个价值链上整合公共和私人资金等措施。欧盟委员会将继续与会员国密切合作,提出加强立法执行力度的具体解决方案,例如通过欧盟可再生能源发展平台和可再生能源融资机制。除了已经达成一致的立法之外,针对建筑和甲烷排放发布的战略补充了欧盟为实现2030年气候目标做出的努力,欧盟将在今年晚些时候提出有关海上能源和泛欧能源基础设施的战略。此外,欧盟委员会将在2021年6月之前提出关键的立法提案,助力实现2030年气候目标。 查看详细>>

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10 IRENA:2019年可再生能源从业人员达创纪录的1150万人 2021-04-11

2020年10月9日,国际可再生能源机构(IRENA)发布《可再生能源行业从业现状2020》报告指出,可再生能源行业在全球持续蓬勃发展,在全球范围内创造大量就业机会。2019年全球可再生能源行业从业人员较2018年增长了5%,即新增50多万人,使得该行业累计从业人数接近1150万人(图1),创下历史新高,连续第7年保持增长。全球可再生能源行业重心持续东移至亚洲,该地区集中了该行业近6成以上(63%)的从业人员;其中,仅中国就有近436万人从事可再生能源行业,占全球从业人员总数近38%。 图1 2012-2019年全球可再生能源行业从业人员数量变化情况(单位:百万人) 从地域来看,可再生能源从业人员集中在几个主要国家和地区(图2),即中国(436万人)、欧盟(132万人)、巴西(116万人)、印度(82万人)和美国(76万人),占全球7成以上。尽管越来越多的国家开始加入到可再生能源行业当中,但可再生能源工作岗位主要集中在亚洲市场,2019年全球有63%的可再生能源相关工作集中在该地区。2019年中国太阳能光伏行业的就业人员数量仍然为220万,与2018年相当。但由于国内和出口市场变化导致相关的工作人员分布构成发生了变化:由于国内光伏市场增长放缓,建筑和安装部门的就业人数有所下降,而运维和制造部门的就业人员数量有所增加,一增一降使得总体保持平稳。同期其他可再生能源行业从业人员出现一定增加,使得2019年中国可再生能源行业整体从业人员数量增至436万人,占据全球可再生能源行业从业人员近4成(38%)的份额,继续保持全球可再生能源第一就业大国位置。欧盟可再生能源从业人员数量居全球第二,2019年为132万人,较去年增长8万人。其中德国以31万人成为欧盟可再生能源从业人员最多的国家,西班牙和英国分别以14万人和11万人紧随其后。生物质能(从业人员70万人)、风电(29万人)和太阳能光伏(13万人)是欧盟主要的可再生能源从业行业。巴西可再生能源行业从业人数为116万人,与2018年持平,其中生物燃料仍旧是巴西提供就业岗位最多的行业(84万人),占到了可再生能源从业人数总量的72%;紧随其后的是水电行业和太阳能行业(包括太阳能光伏和太阳能供暖制冷),就业人数规模分别为21万人和8万人。印度可再生能源行业从业人员规模继续扩张,从2018年的72万人增长到了2019年的82万人,其中水电行业是第一大雇主,提供了37万个岗位,其次是太阳能光伏(20万人),风电以6万人排名第三。美国可再生能源从业人员规模达76万人,其中生物燃料(30万人)、太阳能光伏(24万人)和风电(12万人)是提供就业岗位最多的可再生能源行业。 图2 2019年全球主要地区可再生能源行业从业人员数量(单位:千人) 从技术领域来看,2019年太阳能光伏产业依然是可再生能源最大的就业领域,其在制造、安装、维护及运营等方面共创造了近380万个就业岗位,同比增长4%。亚洲是全球最大的光伏市场,从业人数达到310万人,占全球光伏行业从业人员总量的83%。北美以6.5%的份额排名其次,而欧洲和非洲分别以4.4%和3.7%排名第三、四位。中国光伏行业从业人数为220万人,占全球光伏从业人员总量近三分之二,是全球光伏从业人员最多的国家;日本(24万人)和美国(24万人)从业人数均出现下滑情况,但即便如此,两国依旧是第二、第三大光伏就业市场。同期欧盟光伏行业从业人员数量显著增长30%,从2018年的10万人增长到了2019年的13万人。生物燃料行业从业人员总数仅次于太阳能光伏,为250万人,同比增长25%,大部分的工作集中在农作物原料供应链领域(生物质原料种植和收集)。拉丁美洲是生物燃料从业人数最多的地区,占全球生物燃料行业从业总人数的近43%,其次是亚洲(34%)、北美(13%)和欧洲(10%)。2018年风电行业从业人员数量较去年小幅增长1%至117万人,与光伏产业类似,大部分从业人数都集中在少数几个国家/地区。仅中国风电从业人员数量就占到全球风能从业总量的44%,其次是欧洲和北美,分别占27%和11%。水力发电行业从业人员数量从2018年200万人降至2019年的190万人,减少6%,且预计由于新冠肺炎疫情导致众多国家的水电站建造停工延迟,2020年水电从业人数会进一步下降。中国是全球水电从业人员数量最多的国家,占全球的29%,印度以19%紧随其后,巴西(11%)、巴基斯坦(5%)和越南(4%)分列三到五位。太阳能供暖和制冷行业从业人员数量从2018年的80万人增至82万人,主要集中在亚洲市场,该地区从业人员数量占全球同行业的88%。中国、土耳其、印度、巴西和美国是太阳能供暖和制冷行业主要的五大就业市场,五国共计提供了全球93%的就业岗位。 图3 2019年全球可再生能源不同行业从业人员情况(单位:千人) 查看详细>>

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