User:ThomasYehYeh/沙盒:修订间差异
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[[File:grid energy storage.png|thumb|電網儲能簡單圖示。]] |
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[[File:Taishan Nuclear Power Plant.jpg|thumb|300px|秦山核電廠的1號及2號機組(第1期工程),採用[[歐洲壓水反應爐]](EPR)設計機組,個別發電容量為1,750百萬瓦。]] |
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[[File:grid storage energy flow.png|thumb|簡單圖示,顯示設有電網儲能或缺乏電網儲能,於一天中發生的結果。]] |
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|caption = 中國核能發電量(太瓦時)<ref name=xinhua2019/><ref name=wnn-20200224/><ref>{{cite web|date=2021-01-22|title=2020 electricity & other energy statistics (preliminary)|url=https://chinaenergyportal.org/2020-electricity-other-energy-statistics-preliminary/|access-date=2021-05-19|website=China Energy Portal {{!}} 中国能源门户|language=en}}</ref><ref>{{cite web|date=2021-01-20|title=2019 detailed electricity statistics (update of Jan 2021)|url=https://chinaenergyportal.org/2019-detailed-electricity-statistics-update-of-jan-2021/|access-date=2021-05-19|website=China Energy Portal {{!}} 中国能源门户|language=en}}</ref><ref>{{Cite web|title=中国电力企业联合会网-中国最大的行业门户网站|url=https://www.cec.org.cn/detail/index.html?3-305140|access-date=2022-01-05|website=www.cec.org.cn}}</ref> |
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|caption = 中國核能發電量在該國總發電量中的佔比 (%)<ref name=priscountrydetail>{{cite web |url=https://pris.iaea.org/PRIS/CountryStatistics/CountryDetails.aspx?current=CN |title=Power Reactor Information System (PRIS): China, People's Republic of |author=International Atomic Energy Agency |year=2022 |publisher=IAEA |access-date=2023-05-25}}</ref><ref name=xinhua2019>{{cite news |title=China's nuclear power generation rises in 2018 – Xinhua {{!}} English.news.cn |url=http://www.xinhuanet.com/english/2019-01/24/c_137771695.htm |access-date=2019-05-02 |work=xinhuanet.com |archive-url=https://web.archive.org/web/20190502225344/http://www.xinhuanet.com/english/2019-01/24/c_137771695.htm |archive-date=2019-05-02 |url-status=dead }}</ref><ref name=wnn-20200224/> |
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'''電網儲能'''({{lang-en|Grid energy storage}}),也稱為'''大規模儲能'''({{lang-en|large-scale energy storage}})是在[[輸電網路]]內大規模{{le|儲能|Energy storage}}方法的總稱。在電力充足且廉價時(特別是來自{{le|間歇性再生源|Variable renewable energy}},例如[[風能]]、[[潮汐能]]和[[太陽能]]的發電)或電力需求較低時將多餘電能儲存,在需求較高時送回電網,且收取較高的電價。截至2020年,全球最大的電網儲能形式是築壩式[[水力發電]],包含常規水力發電,也有[[抽水蓄能電站|抽水蓄能]]發電兩種。<ref>{{Cite web|url=https://www.pnnl.gov/sites/default/files/media/file/Final%20-%20ESGC%20Cost%20Performance%20Report%2012-11-2020.pdf |title=Grid Energy Storage Technology Cost and Performance Assessment |website=US Department of Energy |access-date= 2021-12-23}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://www.pnnl.gov/ESGC-cost-performance |title=Energy Storage Cost and Performance Database |website=US Department of Energy |access-date=2021-12-23}}</ref> |
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'''中國核能發電'''({{lang-en|Nuclear power in China}})總裝置容量和發電量均為世界第三,約佔全球核能發電量的十分之一。截至2023年2月,中國已有55座營運中的核電廠,裝置容量57吉瓦(GW,一吉瓦為十億[[瓦特]]),在建電廠有22座,裝置容量24吉瓦,規劃中的電廠70多座,裝置容量88吉瓦。該國約5%的電力由核能提供。<ref>{{cite web | url=https://www.forbes.com/sites/thebakersinstitute/2023/05/17/how-long-will-it-take-for-chinas-nuclear-power-to-replace-coal/?sh=21f618dd3b1b | title=How Long Will It Take for China's Nuclear Power to Replace Coal? | website=[[Forbes]] }}</ref>該國的核能發電廠在2022年發電量為417太瓦時(TWh,一兆(萬億)瓦時) ,<ref>{{cite web | url=https://pris.iaea.org/PRIS/CountryStatistics/CountryDetails.aspx?current=CN | title=PRIS - Country Details }}</ref>中國於2022年9月有53座核能發電廠,總裝置容量為55.6吉瓦。<ref>{{cite web | url=https://global.chinadaily.com.cn/a/202209/16/WS6323dc25a310fd2b29e7808f.html | title=Nation pushes nuclear power to ensure supply, reach carbon goals }}</ref>該國於2019年的核能發電量達348.1太瓦時,佔國家總發電量的4.9%。<ref name=wnn-20200224>{{cite news |url=https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Chinas-nuclear-generating-capacity-continued-to-gr |title=China's nuclear power output jumps 18% year on year |publisher=World Nuclear News |date=2020-02-24}}</ref> |
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由於電池儲能技術已有長足進展,使得商業上可行的項目能在電力生產高峰期間將其儲存,然後在需求高峰期間釋放,也會在發電廠發生意外,電力產量下降時釋放,而為[[需量反應]]較慢的發電能源爭取啟動運行所需時間。{{le|綠氫|Green Hydrogen}}是透過再生能源或碳排放相對較低的能源產生的電力進行[[水電解]]而產生,就資本支出而言,綠氫是比抽水蓄能發電或是電池儲能更為經濟的長期儲能手段。<ref name="Schrotenboer" /><ref name="Lipták" /> |
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由於人們對空氣品質、{{le|氣候變化|Climate change}}和化石燃料資源有限日益升高的擔憂,而將核能視為[[煤]]碳的替代能源。<ref name=wna-china>{{cite web|url=http://www.world-nuclear.org/info/inf63.html|title=Nuclear Power in China|publisher=World Nuclear Association|date=2010-07-02|access-date=2010-07-18|archive-url=https://web.archive.org/web/20130212223045/http://www.world-nuclear.org/info/inf63.html|archive-date=2013-02-12|url-status=live}}</ref><ref>{{cite web |url=http://fjnews.66163.com/Fujian_w/dskx/20080307/xs243665.html |title=[宁德] 宁德核电站在福鼎开工-图 - 福建之窗 66163.com |publisher=Fjnews.66163.com |date=2008-03-07 |access-date=2013-09-24 |archive-url=https://web.archive.org/web/20110707065404/http://fjnews.66163.com/Fujian_w/dskx/20080307/xs243665.html |archive-date= 2011-07-07 |url-status=dead }}</ref> [[中國廣核集團]]明確表示將在2035年再額外增設150個[[核子反應爐]],裝置容量達200吉瓦。<ref>{{cite web |last1=Murtaugh |first1=Dan |last2=Krystal |first2=Chia |title=China's Climate Goals Hinge on a $440 Billion Nuclear Buildout |url=https://www.bloomberg.com/news/features/2021-11-02/china-climate-goals-hinge-on-440-billion-nuclear-power-plan-to-rival-u-s |publisher=Bloomberg |access-date=2022-07-31 |date=2021-11-02}}</ref><ref>{{Cite news|title=China's Climate Goals Hinge on a $440 Billion Nuclear Buildout|language=en|work=Bloomberg.com|url=https://www.bloomberg.com/news/features/2021-11-02/china-climate-goals-hinge-on-440-billion-nuclear-power-plan-to-rival-u-s|access-date=2021-11-05}}</ref> |
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有兩種電網儲能的替代方案 - 建立[[尖峰負載發電廠]]來填補供應缺口和需量,將電力負載轉移到其他電力需求較低的時間發生。 |
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中國有兩家主要核電公司 - [[中國核工業集團]](主要在中國東北部地區營運)和中國廣核集團(舊名中國廣東核電集團有限公司,主要在中國東南地區營運)。<ref name=nyt-20091215>{{cite news|url=https://www.nytimes.com/2009/12/16/business/global/16chinanuke.html?_r=2&partner=rss&emc=rss&pagewanted=all|title=Nuclear Power Expansion in China Stirs Concerns|author=Keith Bradsher|date=2009-12-15|work=New York Times|access-date=2010-01-21|archive-url=https://web.archive.org/web/20160719040104/http://www.nytimes.com/2009/12/16/business/global/16chinanuke.html?_r=2&partner=rss&emc=rss&pagewanted=all|archive-date=2016-07-19|url-status=live}}</ref> |
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==優點== |
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中國的目標是盡力實現核子反應爐製造和設計自主化,同時也鼓勵參與國際合作和技術輸入。如[[華龍一號]](先進[[壓水反應爐]])是該國近期的主流技術,此反應爐也計畫用於出口。<ref name=wnn-31121502>{{cite news |url=http://www.world-nuclear-news.org/C-Chinese-firms-join-forces-to-market-Hualong-One-abroad-31121502.html |title=Chinese firms join forces to market Hualong One abroad |publisher=World Nuclear News |date=2015-12-31 |access-date=2016-02-06 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160206143846/http://www.world-nuclear-news.org/C-Chinese-firms-join-forces-to-market-Hualong-One-abroad-31121502.html |archive-date=2016-02-06 |url-status=live }}</ref><ref name=wnn-20160317>{{cite news |url=http://www.world-nuclear-news.org/C-Hualong-One-joint-venture-officially-launched-1703164.html |title=Hualong One joint venture officially launched |publisher=World Nuclear News |date=2016-03-17 |access-date=2016 -03-17|archive-url=https://web.archive.org/web/20160318054716/http://www.world-nuclear-news.org/C-Hualong-One-joint-venture-officially-launched-1703164.html |archive-date=2016-03-18 |url-status=live }}</ref>中國計劃於2030年在[[一帶一路]]沿線國家建造多達30座核子反應爐。<ref>{{Cite web|date=2020-02-26|title=The trade war we want China to win: China's nuclear exports can challenge Russian dominance|url=https://www.atlanticcouncil.org/blogs/energysource/the-trade-war-we-want-china-to-win-chinas-nuclear-exports-can-challenge-russian-dominance/|access-date=2021-09-30|website=Atlantic Council|language=en-US}}</ref><ref>{{Cite news|date=2019-06-20|title=China could build 30 'Belt and Road' nuclear reactors by 2030: official|language=en|work=Reuters|url=https://www.reuters.com/article/us-china-nuclearpower-idUSKCN1TL0HZ|access-date=2021-09-30}}</ref><ref>{{Cite web|last=Turner|first=Ben|date=2021-07-23|title=China to activate world's first 'clean' nuclear reactor in September|url=https://www.livescience.com/china-creates-new-thorium-reactor.html|access-date=2021-09-30|website=livescience.com|language=en}}</ref>預定[[快堆|快中子反應爐]]於21世紀中葉將成為主流技術,在2100年的裝置容量將可達到1,400吉瓦。<ref>{{Cite web|url=https://bravenewclimate.com/2011/11/27/china-fr-summary/|title=Summary of China's fast reactor programme|last1=Brook|first1=Barry|website=Brave New Climate|date=2011-11-27|access-date=2016-04-13|archive-url=https://web.archive.org/web/20160420154918/https://bravenewclimate.com/2011/11/27/china-fr-summary/|archive-date=2016-04-20|url-status=live}}</ref><ref>{{Cite web|url=https://bravenewclimate.files.wordpress.com/2011/11/fast-reactors-xu.pdf|title=Fast Reactor Technology Development for Sustainable Supply of Nuclear Energy in China – China International Nuclear Symposium November 23–25, 2010, Beijing|publisher=XU MI – China Institute of Atomic Energy|archive-url=https://web.archive.org/web/20160928014242/https://bravenewclimate.files.wordpress.com/2011/11/fast-reactors-xu.pdf|archive-date=2016-09-28|url-status=live}}</ref><ref>{{Cite web|url=http://www.pacificnuclear.net/pnc/Minutes-Beijing-2015.pdf|title=PACIFIC NUCLEAR COUNCIL (PNC) – 2nd QUARTER 2015 MEETING – Thursday, April 23, 2015 – Beijing, CHINA- Meeting Minutes (Final)|archive-url=https://web.archive.org/web/20160422195931/http://www.pacificnuclear.net/pnc/Minutes-Beijing-2015.pdf|archive-date=2016-04-22|url-status=dead}}</ref>中國也透過參與[[國際熱核融合實驗反應爐]](ITER)計畫以開發[[核融合]]反應爐,在[[合肥市]]建造一座名為[[全超導托卡馬克核融合實驗裝置]](EAST,又稱為人造太陽,或東方超環)的實驗核融合反應爐,<ref>{{cite news|url=http://english.people.com.cn/200601/21/eng20060121_237208.html|title=China to build world's first "artificial sun" experimental device|publisher=People's Daily Online|date=2006-01-21|access-date=2011-03-22|archive-url=https://web.archive.org/web/20110605190505/http://english.people.com.cn/200601/21/eng20060121_237208.html|archive-date=2011-06-05|url-status=live}}</ref>並研究開發{{le|釷燃料循環|thorium fuel cycle}},作為核融合反應爐的潛在替代方案。 <ref>Ambrose Evans-Pritchard, 20 March 2011, [https://www.telegraph.co.uk/finance/comment/ambroseevans_pritchard/8393984/Safe-nuclear-does-exist-and-China-is-leading-the-way-with-thorium.html Safe nuclear does exist, and China is leading the way with thorium] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180325101614/https://www.telegraph.co.uk/finance/comment/ambroseevans_pritchard/8393984/Safe-nuclear-does-exist-and-China-is-leading-the-way-with-thorium.html |date=2018-03-25 }}, Telegraph UK</ref> |
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任何電網都必須將電力生產與消費相互匹配,但兩者會隨時間而發生巨大變化。儲能和需量反應的任何組合都具有以下優點: |
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*燃料發電廠(即使用[[煤]]炭、[[石油]]、[[天然氣]]、[[核子動力|核能]])在恆定的生產水準下會更有效率、且容易運作 |
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==歷史== |
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*間歇性能源產生的電力可先儲存,並在以後使用,否則必須將其傳輸到其他地方出售或是將之關閉 |
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===1950年–1958年=== |
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*尖峰負載發電或是尖峰傳輸容量可透過建立儲能設備,加上延遲負載的方式來降低(請參閱{{le|能源需求管理|Enery demand management}}),而節省設置前述容量的資本支出 |
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中國政府於[[冷戰]]時期之會發展核能發電的最初動機,在很大程度上是出於{{le|能源安全|Energy security}}的考量。<ref>{{Cite journal|last=Chari|first=P. R.|date=1978|title=China's Nuclear Posture: An Evaluation|url=https://www.jstor.org/stable/2643560|journal=Asian Survey|volume=18|issue=8|pages=817–828|doi=10.2307/2643560|jstor=2643560|issn=0004-4687}}</ref>於1950年-1958年期間,中國核能發電建設嚴重依賴[[蘇聯]]提供協助。<ref name=":02">{{Cite journal|last=Minor|first=Michael S.|date=1976|title=China's Nuclear Development Program|url=https://www.jstor.org/stable/2643520|journal=Asian Survey|volume=16|issue=6|pages=571–579|doi=10.2307/2643520|jstor=2643520|issn=0004-4687}}</ref>於此期間的第一個措施是成立中蘇有色金屬和稀有金屬公司(China-Soviet Union Nonferrous Metals and Rare Metals Corporation )及第一個中央原子研究機構(位於[[北京市]],隸屬[[中國科學院]][[中國原子能科學研究院]])而啟動。<ref>{{Cite web|title=Milstone|url=http://www.ciae.ac.cn/eng/Milestone/Milestone/index.htm|access-date=2022-02-17|website=China Institute of Atomic Energy}}</ref>中國於1955年2月在蘇聯的援助下於新疆建立一個生產武器級[[鈾-235]]和[[鈽]]的化學分離廠,並於當年4月成立長春原子能研究所。<ref name=":02"/>《中蘇原子能合作條約》於1955年4月29日簽署, 由蘇聯提供一實驗性核子反應爐及[[迴旋加速器]]供中國使用。<ref>{{Cite web|title=Russian-Chinese Science and Technology Diplomacy and Practice|url=https://www.ciis.org.cn/yjcg/xslw/202109/t20210910_8130.html|access-date=2022-02-17|website=China Institute of International Studies}}</ref>[[中國核工業集團]]公司(CNNC)於同年成立。 除這些合作計畫之外,中國也派遣留學生前往蘇聯學習。<ref name=":02"/>1958年12月,核電發展成為《1956年—1967年科學技術發展遠景規劃(簡稱"十二年科技規劃")》中的首要重點。<ref name=":02"/> |
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*更穩定的電費定價 - 儲能或需求管理的成本包含在定價中,因此向客戶收取的電價會變動較小,或(如果法律要求電價保持穩定)公用事業公司在需求達到尖峰時必須從鄰國進口價格更為昂貴的電力 |
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*緊急應變-即使沒有輸電或發電,也能可靠滿足基本需求,同時非必要需求將被延後處理。 |
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太陽能、潮汐能和風能三者在本質上會在時間尺度中有變化,維持的時間從幾分鐘到幾週或更長時間不等 - 產生的電量隨著一天中的時間、月相、季節和天氣等隨機因素而變化。因此如果電力公司不具儲能能力會帶來特殊的挑戰。將許多獨立的風能發電廠連結可將整體變化降低,但[[太陽能光伏|太陽能光電]]在夜間無用武之地,潮汐能則會隨月亮的軌跡而變化(潮汐每天會有四次低潮)。 |
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===1959年–1963年=== |
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第二階段的特點是該國致力讓核能發電技術完全自給自足。<ref name=":02"/>蘇聯於1959年6月正式全面終止對華核能援助,並將所有蘇聯技術人員撤出中國。<ref>{{Cite web|title=Letter to the Central Committee of the Chinese Communist Party on Not Giving China Samples of Nuclear Weapons and Technical Information|url=https://digitalarchive.wilsoncenter.org/document/114346|website=Wilson Center}}</ref>中國核能發電雖然因此而有停滯,但仍繼續進行大量研究及投資。[[中國共產黨中央委員會]]為快速加強其核能工業,決定將更多的資源專門用於核能相關活動。<ref>{{Cite web|title=Chinese Communist Party Central Committee Decision With Respect To Several Issues Concerning Strengthening Atomic Energy Industrial Infrastructure|url=https://digitalarchive.wilsoncenter.org/document/114353|website=Wilson Center}}</ref>據此,中國原子能科學研究院開始在各省、主要城市、自治區設立分支研究機構。<ref name=":02" />截至1963年底,中國已建成四十多個用於萃取[[鈾]]和[[釷]]的化學分離廠。<ref name=":02" />該國於1961年至1962年之間的核子發展取得重大成就,奠定未來的應用基礎。 中國於1959年至1963年之間在[[蘭州市]]建造一座採用大型(300百萬瓦)的[[氣體擴散法]]鈾分離裝置,<ref>{{Cite journal|last=Albright|first=David|title=Chinese Military Plutonium and Highly Enriched Uranium Inventories|url=https://isis-online.org/uploads/isis-reports/documents/chinese_military_inventories.pdf|journal=Institute for Science and International Security}}</ref>估計在這座工廠的投資超過15億美元。<ref name=":02" /> |
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公用事業在夏季電力需求產生高峰時,通常可利用更多的太陽能以滿足需求。在冬季電力需求產生高峰時,當時較多的風能在較小程度上可與供暖需求匹配,滿足部分需求。當太陽能和風能發電容量超過總發電量約20-40%之時,往往需要額外的投資來將其納入電網、建設電網儲能或進行需求管理。 |
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===1964年迄今=== |
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[[File:CANDU at Qinshan.jpg|thumb|秦山核電廠,位於中國[[浙江省]]。]] |
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如果電網中並未設置儲能裝置,依賴燃料(煤炭、生物質、天然氣、核能)的發電容量必須按比例放大和縮小,以匹配間歇性電力的上升和下降(參見{{le|遵循電力變動發電廠|load following power plant}} )。雖然水力發電廠和天然氣發電廠可根據需求快速擴大或縮小發電規模,但風電、煤炭和核電廠需要相當長的時間才能完成反應。因此具有天然氣或水力發電較少的公用事業公司更依賴需求管理、電網互連或昂貴的抽水蓄能發電。 |
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中國在核能的發展於1950年代有爆炸性進展,但在[[文化大革命]](1966年-1976年)期間放緩。<ref name=":02" />中國於1970年2月8日發佈第一個核能發電規劃,設立"728研究所"(現稱為上海核工程研究設計院)。<ref>{{Cite web |url=http://www.snerdi.com.cn/en/ |title=Institute Profile |access-date=16 February 2015 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150216150316/http://www.snerdi.com.cn/en/ |archive-date=2015-02-16 |url-status=dead }}</ref> |
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法國顧問公司Yole Développement估計全球到2023年,"定點儲能"市場可帶來135億美元的生意機會,此市場的規模於2015年還不到10億美元。<ref>{{cite web|last1=Smit|first1=Debra|title=Jay Whitacre and the edible battery|date=2015-08-24|url=http://www.ozy.com/rising-stars/jay-whitacre-and-the-edible-battery/60826|website=Ozy|access-date=2016-06-15|ref=Ozy|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20160608062631/http://www.ozy.com/rising-stars/jay-whitacre-and-the-edible-battery/60826|archive-date=2016-06-08}}</ref> |
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第一座自主設計的核能發電廠 - [[秦山核電廠]]於1984年開始興建,於1991年12月15日成功併入電網。<ref name="China Nuclear Power">{{Cite web|title=China Nuclear Power|url=http://www.smnpo.cn/zghd.htm|website=Shanghai Nuclear Office}}</ref><ref name=lu-201005>{{cite journal |url=http://www.jsm.or.jp/ejam/Vol.2.No.1/GA/12/article.html |title=The Current Status of Chinese Nuclear Power Industry and Its Future |author=Daogang Lu (North China Electric Power University) |journal=e-Journal of Advanced Maintenance |volume=2 |issue=1 |date=May 2010 |publisher=Japan Society of Maintenology |access-date=2010-08-14 |archive-url=https://web.archive.org/web/20110722121420/http://www.jsm.or.jp/ejam/Vol.2.No.1/GA/12/article.html |archive-date=2011-07-22 |url-status=live }}</ref>此反應爐的型號為{{le|CNP-300|CNP-300}}(為一種歐洲壓水反應爐設計)。 |
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===需求管理和電網儲能=== |
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中國在1978年開始[[改革開放]]後,電力需求大增,必須持續擴大電力生產。<ref name="Kadak 2006 77–90">{{Cite journal|last=Kadak|first=Andrew C.|date=2006|title=Nuclear Power: "Made in China"|url=https://www.jstor.org/stable/24590645|journal=The Brown Journal of World Affairs|volume=13|issue=1|pages=77–90|jstor=24590645|issn=1080-0786}}</ref>[[中華人民共和國國民經濟和社會發展第十個五年規劃綱要|第十五規劃]](2001年-2005年)中敘明能源政策的關鍵是"保障能源安全,優化能源結構,提高能源效率,保護生態環境。"<ref name="Kadak 2006 77–90"/>中國於2013年提出的核能安全計畫中表示該國於2016年之後將僅會裝置[[第三代反應爐]],而在2016年之前仍會裝置極少數[[第二代反應爐]]。<ref name=nei-20130731>{{cite news |url=http://www.neimagazine.com/features/featurechina-the-next-few-years-are-crucial-for-nuclear-industry-growth/ |title=China: The next few years are crucial for nuclear industry growth |author=Yun Zhou |work=Ux Consulting |publisher=Nuclear Engineering International |date= 2013-07-31 |access-date= 2013-08-08 |archive-url=https://web.archive.org/web/20130921061153/http://www.neimagazine.com/features/featurechina-the-next-few-years-are-crucial-for-nuclear-industry-growth/ |archive-date=2013-09-21 |url-status=live }}</ref> |
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[[File:Energy-Units-01.png|thumb|信息摘自"電力生產和消費的單位和規模感",這篇文章的目的為幫助讀者理解電力生產和消費的單位和規模。]] |
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需求方還可將電網提供的電力儲存,例如為[[純電動車]]和{{le|儲熱電暖器|storage heater}}充電、[[區域供暖]]儲能或儲冰儲能以為建築物提供所需。<ref>{{cite web |url=https://www.energy.gov/sites/prod/files/2014/09/f18/Grid%20Energy%20Storage%20December%202013.pdf |title=Grid Energy Storage |date=December 2013 |publisher=[[U.S. Department of Energy]] |page=28 |access-date=2017-02-13 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20170228214713/https://energy.gov/sites/prod/files/2014/09/f18/Grid%20Energy%20Storage%20December%202013.pdf |archive-date=2017-02-28}}</ref>目前前述的做法僅將一天中的非高峰用電儲存下,尚未將電力返回電網。 |
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中國於2014年仍計劃在2020年前擁有58吉瓦的核能發電裝置容量。<ref name=wnn-20140325>{{cite news |url=http://www.world-nuclear-news.org/NN-Start-up-nearing-for-Chinese-units-2503144.html |title=Start-up nearing for Chinese units |publisher=World Nuclear News |date=25 March 2014 |access-date=2014-03-31 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140403124439/http://www.world-nuclear-news.org/NN-Start-up-nearing-for-Chinese-units-2503144.html |archive-date=2014-04-03 |url-status=live }}</ref>但因2011年發生的日本[福島第一核電廠事故]]之後而重新評估,從2015年起動工的電廠數量很少,前述的發電容量目標並未達成。<ref name="Archived copy">{{Cite web |url=https://oilprice.com/Energy/Energy-General/Can-China-Meet-Its-Nuclear-Power-Goals.html |title=Can China Meet Its Nuclear Power Goals? |access-date=2018-05-21 |archive-url=https://web.archive.org/web/20180522042532/https://oilprice.com/Energy/Energy-General/Can-China-Meet-Its-Nuclear-Power-Goals.html |archive-date=2018-05-22 |url-status=live }}</ref> |
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[[智慧型電表]]的效益之一 – "需求端分時電價"可降低電網儲能的必要性。 家庭用戶可選擇較低電價的離峰時段來洗滌衣物、使用洗碗機、淋浴和烹飪。 同樣的,商業和工業用戶也可將部分生產移至離峰時段來達到節省成本的目的。 |
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中國於2019年制定迄2035年核能發電裝置容量,新目標定為200吉瓦,佔該國總發電量2,600吉瓦的7.7%。<ref name=wnn-20200224/>截至2020年12月,中國大陸營運中的核能發電機組總數達到49座,總裝置容量為51吉噸,排名世界第三,發電量位居世界第二。在建發電機組16座,在建機組數和裝置容量連續多年均位居世界第一。<ref name="China Nuclear Power"/>中國預計至2035年將該國的核能發電量達到總發電量的10%。<ref name=nei-20230525/> |
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{{Bar chart|title=中國年度淨核能發電量 (2014年-2023年)<ref>{{Cite web |title=China continues rapid growth of nuclear power capacity - U.S. Energy Information Administration (EIA) |url=https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=61927 |access-date=2024-05-06 |website=www.eia.gov}}</ref>|float=right|bar_width=21|width_units=em|data_max=99|label_type=Year|data_type=gigawatts|label1=2014年|data1=19.0|label2=2015年|data2=26.8|label3=2016年|data3=31.4|label4=2017年|data4=34.5|label5=2018年|data5=42.8|label6=2019年|data6=45.5|label7=2020年|data7=47.5|label8=2021年|data8=50.0|label9=2022年|data9=52.1|label10=2023年|data10=53.2|label11=|data11=|label12=|data12=|label13=|data13=|label14=|data14=|label15=|data15=}} |
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風力發電量的不可預測性所造成區域影響,催生出"互動式需量反應"新需求,這種方式讓電力公司可與用戶需求進行溝通。以往這類做法僅限於與大型工業用戶合作,但現在則能擴大到整個電網。<ref>{{cite web |url=http://www.raponline.org/wp-content/uploads/2016/05/synapse-hurley-demandresponseasapowersystemresource-2013-may-31.pdf |title=Demand Response as a Power System Resource |author1=Doug Hurley |author2=Paul Peterson |author3=Melissa Whited |publisher=RAP Energy Solutions, Synapse Energy Economics |date=May 2013 |page=13 |access-date=2017-02-13 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20170430205055/http://www.raponline.org/wp-content/uploads/2016/05/synapse-hurley-demandresponseasapowersystemresource-2013-may-31.pdf |archive-date=2017-04-30}}</ref>例如歐洲的一些大型項目將風力發電的變化與工業食品冷凍庫的負載變化連結起來,以對溫度做微小調整。如果在整個電網內進行溝通,那麼在暖氣/空調溫度進行微小變化將可立即改變整個電網的耗電量。 |
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中國在2014年至2023年期間新增超過34吉瓦的核能發電裝置。該國截至2024年4月的營運中核子反應爐數量達到55座,淨容量計為53.2吉瓦。儘管看似成長迅速,但中國核能發電量迄2022年僅佔中國總發電量的5%左右,遠低於美國核能發電量在發電結構中的佔比(約為18%)。[[中國燃煤發電|燃煤發電]]仍在中國佔有主導地位,但中國政府仍致力發展核能發電以及其他形式的能源,以滿足不斷增長的電力需求,也同時對環境問題進行處理。<ref>{{Cite web |title=China continues rapid growth of nuclear power capacity - U.S. Energy Information Administration (EIA) |url=https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=61927 |access-date=2024-05-06 |website=www.eia.gov}}</ref> |
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[[美國能源部]]於2013年12月發佈的一份報告進一步描述儲能和需求管理對電網的好處:"進行電力系統現代化將有助於國家應對能源需求的挑戰,包括整合更多再生能源和提高不可再生能源生產的效率來應對{{le|氣候變化|Climate change}}。電網若要進步,必須保持強大且有韌性的電力輸送系統,同時改進營運能力、降低成本、提高可靠性,並延遲和減少在[[基礎設施]]的投資。最後,由於儲能設施能夠提供備用電源以及電網穩定服務,因此對於緊急應變具有關鍵的功能。"<ref name=energy-department-releases-grid-energy-storage-report>{{cite news|url=https://www.energy.gov/articles/energy-department-releases-grid-energy-storage-report|date=2013-12-12|title=Energy Department Releases Grid Energy Storage Report|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20170513022854/https://energy.gov/articles/energy-department-releases-grid-energy-storage-report|archive-date=2017-05-13}}</ref>此份報告由{{le|美國電力辦公室| Office of Electricity }}、{{le|ARPA-E|ARPA-E}}、{{le|美國科學辦公室|Office of Science}}、{{le|美國能源效率和再生能源辦公室|Office of Energy Efficiency and Renewable Energy}}、[[桑迪亞國家實驗室]]和[[西北太平洋國家實驗室]]的核心開發人員小組合力撰寫,這些單位都在從事電網儲能的開發。<ref name= energy-department-releases-grid-energy-storage-report /> |
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==安全與監管== |
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中國[[國家核安全局]](NNSA)隸屬於[[國家原子能機構]](CAEA),是該國的許可和監管機構,也負責協調與維護與安全相關的國際協議。NNSA成立於1984年,直接對[[中華人民共和國國務院|國務院]]負責。在[[西屋電氣公司]]設計與銷售的第三代反應爐[[AP1000]]方面,NNSA與[[美國核能管理委員會]]保持密切聯繫。該國自1984年起即是[[國際原子能總署]](IAEA)成員。<ref name=nei-20230525/> |
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===電網儲能應用=== |
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截至2011年10月,中國已邀請並接待IAEA的運行安全審查小組(OSART)12次,每個工廠一般每年均會經由外部組織進行安全審查一次,或是經由OSART、WANO(World Association of Nuclear Operators,世界核能發電協會)同行審查或者是經由CNEA(China Nuclear Energy Association)同行審查(中國核電技術研究院也加入審查)。<ref name="wna-china-2013">{{cite web |url=http://www.world-nuclear.org/info/Country-Profiles/Countries-A-F/China--Nuclear-Power/ |title=Nuclear Power in China |publisher=World Nuclear Association |date=October 2013 |access-date= 2013-10-25 |archive-url=https://web.archive.org/web/20131103023128/http://world-nuclear.org/info/Country-Profiles/Countries-A-F/China--Nuclear-Power/ |archive-date=2013-11-03}}</ref> |
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儲能設施是電網的寶貴資產。<ref>{{cite journal |last1=Lai |first1=Chun Sing |last2=Locatelli |first2=Giorgio |last3=Pimm |first3=Andrew |last4=Wu |first4=Xiaomei |last5=Lai |first5=Loi Lei |title=A review on long-term electrical power system modeling with energy storage |journal=Journal of Cleaner Production |date=September 2020 |volume=280 |pages=124298 |doi=10.1016/j.jclepro.2020.124298|doi-access=free |hdl=11311/1204822 |hdl-access=free }}</ref>它們可提供{{le|負載管理|load management}}、{{le|電力品質|Electricty power quality}}和[[不斷電系統]]等優勢和服務,以提高效率和供電安全。這對於{{le|能源轉型|power transition}}以及對更有效率和永續的能源系統變得越來越重要。 |
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許多儲能技術(抽水蓄能、[[電池]]、[[液流電池]]、[[飛輪儲能]]、[[雙電層電容器]]等)都適合電網規模應用,但各有其特點。例如抽水蓄能因其大容量和發電能力,非常適合大容量承載應用。然而適合抽水蓄能的位置有限,僅為處理局部電力品質問題時,這種儲能的用處就不大。另一方面,飛輪和電容器在維持電力品質方面最有效,但缺乏大型應用的儲存容量。這些限制是對儲能適用性的自然限制。 |
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在日本福島第一核電廠事故發生後,中國於2011年3月16日宣布凍結所有新建核電廠審批,並對現有反應爐進行"全面安全檢查"。.<ref name=cnn-20110316>{{cite news |url=http://edition.cnn.com/2011/WORLD/asiapcf/03/16/china.nuclear/?hpt=T2 |title=China freezes nuclear plant approvals |publisher=CNN |date=16 March 2011 |access-date=2023 -05-28|archive-url=https://web.archive.org/web/20110628205030/http://edition.cnn.com/2011/WORLD/asiapcf/03/16/china.nuclear/?hpt=T2 |archive-date=2011-06-28 |url-status=live}}</ref><ref name=c4-11-03-17>[http://www.channel4.com/news/will-chinas-nuclear-nerves-fuel-a-boom-in-green-energy Will China's nuclear nerves fuel a boom in green energy?] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110321004526/http://www.channel4.com/news/will-chinas-nuclear-nerves-fuel-a-boom-in-green-energy |date=2011-03-21 }} [[Channel 4]], published 2011-03-17. Retrieved 2011-03-17</ref>雖然[[中華人民共和國生態環境部|生態環境部]]副部長[[張力軍]]表示中國的整體核能戰略將會持續進行,<ref name=c4-11-03-17 />但一些評論人士表示,由此增加額外的安全相關成本和公眾輿論,可能會導致人們重新考慮擴大[[再生能源]]計畫(參見[[中華人民共和國可再生能源]])。<ref name=c4-11-03-17 /><ref>[http://chinabystander.wordpress.com/2011/03/16/chinas-nuclear-energy-program-post-fukushima/ China’s Nuclear Energy Program Post-Fukushima] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110318120738/http://chinabystander.wordpress.com/2011/03/16/chinas-nuclear-energy-program-post-fukushima/ |date= 2011-03-18 }} China Bystander, published 2011-03-16. Retrieved 2011-03-17</ref> |
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一些研究報告激發人們的興趣,並調查不同最佳能量儲存的適用性或選擇。根據當前已有項目比較最先進儲能的用途。<ref>{{Cite journal |last1=Palizban|first1=Omid |last2=Kauhaniemi|first2=Kimmo |date=May 2016 |title=Energy storage systems in modern grids—Matrix of technologies and applications |journal=Journal of Energy Storage|volume=6|pages=248–259|doi=10.1016/j.est.2016.02.001}}</ref><ref>{{Cite journal |last1=Luo|first1=Xing |last2=Wang|first2=Jihong |last3=Dooner|first3=Mark |last4=Clarke|first4=Jonathan |date=2015-01-01|title=Overview of current development in electrical energy storage technologies and the application potential in power system operation |journal=Applied Energy |volume=137 |pages=511–536 |doi=10.1016/j.apenergy.2014.09.081|doi-access=free }}</ref>另有研究則進一步評估彼此的儲能能力,並採多個標準、對它們的適用進行排名。<ref>{{Cite journal |last1=Daim|first1=Tugrul U. |last2=Li|first2=Xin |last3=Kim|first3=Jisun |last4=Simms |first4=Scott |date=June 2012 |title=Evaluation of energy storage technologies for integration with renewable electricity: Quantifying expert opinions |journal=Environmental Innovation and Societal Transitions |volume=3|pages=29–49 |doi=10.1016/j.eist.2012.04.003 }}</ref><ref>{{Cite book |last1=Pham|first1=Cong-Toan |last2=Månsson|first2=Daniel |date=November 2015 |chapter=Suitability analysis of Fuzzy Logic as an evaluation method for the selection of energy storage technologies in Smart Grid applications |volume=2015 International Symposium on Smart Electric Distribution Systems and Technologies (EDST) |pages=452–457 |doi=10.1109/SEDST.2015.7315251|title=2015 International Symposium on Smart Electric Distribution Systems and Technologies (EDST) |isbn=978-1-4799-7736-9 |s2cid=42921444 |chapter-url=http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-173722 }}</ref>另一篇論文透過對儲能等效電路的研究和建模提出一種評估方案。<ref>{{Cite journal |last1=Pham |first1=Cong-Toan |last2=Månsson|first2=Daniel |date=October 2017 |title=On the physical system modelling of energy storages as equivalent circuits with parameter description for variable load demand (Part I) |journal=Journal of Energy Storage |volume=13 |pages=73–84 |doi=10.1016/j.est.2017.05.015|url=http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-212218 }}</ref><ref>{{Cite journal |last1=Pham|first1=Cong-Toan |last2=Månsson|first2=Daniel |date=August 2018 |title=Optimal energy storage sizing using equivalent circuit modelling for prosumer applications (Part II) |journal=Journal of Energy Storage |volume=18 |pages=1–15 |doi=10.1016/j.est.2018.04.015|s2cid=64857425 }}</ref>一些研究也提出索引方法,但仍處於新發階段。<ref>{{Cite journal |last1=Raza|first1=Syed Shabbar |last2=Janajreh|first2=Isam |last3=Ghenai|first3=Chaouki |date=December 2014 |title=Sustainability index approach as a selection criteria for energy storage system of an intermittent renewable energy source |journal=Applied Energy |volume=136 |pages=909–920 |doi=10.1016/j.est.2018.04.015|s2cid=64857425 }}</ref>為獲得併網儲能系統更大的經濟潛力,有必要針對儲能系統的一個或多個應用提供多種服務的組合。經過此,能透過單一儲能而實現多個收入來源,提高利用率。<ref>{{Cite journal|title=A MILP model for optimising multi-service portfolios of distributed energy storage|pages=554–566|journal=Applied Energy|volume=137|doi=10.1016/j.apenergy.2014.08.080|hdl=10044/1/39706|date=January 2015|last1=Moreno|first1=Rodrigo|last2=Moreira|first2=Roberto|last3=Strbac|first3=Goran|url=http://spiral.imperial.ac.uk/bitstream/10044/1/39706/2/AE_MainBody_v110614.pdf|hdl-access=free}}</ref>其中兩例,<ref>{{Cite journal|title=A closed-loop analysis of grid scale battery systems providing frequency response and reserve services in a variable inertia grid|pages=961–972|journal=Applied Energy|volume=236|doi=10.1016/j.apenergy.2018.12.044|date=2019-02-15|last1=Lee|first1=Rachel|last2=Homan|first2=Samuel|last3=Mac Dowell|first3=Niall|last4=Brown|first4=Solomon|s2cid=116444177 |url=http://eprints.whiterose.ac.uk/140156/3/Manuscript_clean.pdf}}</ref>一是反應頻率和儲備服務的組合,另一是利用用戶負載調整尖峰需求以平緩電力供應。<ref>{{Cite journal|title=Load peak shaving and power smoothing of a distribution grid with high renewable energy penetration|pages=1372–1379|journal=Renewable Energy|volume=86|doi=10.1016/j.renene.2015.09.050|date=February 2016|last1=Reihani|first1=Ehsan|last2=Motalleb|first2=Mahdi|last3=Ghorbani|first3=Reza|last4=Saad Saoud|first4=Lyes|doi-access=free}}</ref> |
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中國目前儲存[[用過核燃料]](SNF)的設施所餘的容量僅足以用到2020年代中期,該國需要制定新的處置SNF政策以為因應。<ref>{{cite web |url=http://iis-db.stanford.edu/evnts/8208/RobForrest_China_Talk.pdf |title=China's Nuclear Program and Spent Fuel Storage |author=Rob Forrest |publisher=CISAC, Stanford University |date=2014-06-02 |access-date=2014-12-14 |archive-url=https://web.archive.org/web/20141214163110/http://iis-db.stanford.edu/evnts/8208/RobForrest_China_Talk.pdf |archive-date=2014-12-14 |url-status=dead }}</ref> |
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==形式== |
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中國於2017年頒佈新法,強化國家核子安全局(NNSA)的權力,創造新的"機制"、確立更明確的"分工"和更多的資訊揭露。<ref name=reuters-20170901>{{cite news |url=https://www.reuters.com/article/us-china-nuclearpower/chinas-legislature-passes-nuclear-safety-law-idUSKCN1BC4ER |title=China's legislature passes nuclear safety law |last1=Stanway |first1=David |publisher=Reuters |date=2017-09-01 |access-date=1 September 2017 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170901163306/https://www.reuters.com/article/us-china-nuclearpower/chinas-legislature-passes-nuclear-safety-law-idUSKCN1BC4ER |archive-date=2017-09-01 |url-status=live }}</ref> |
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===空氣=== |
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====壓縮空氣==== |
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{{main|{{le|壓縮空氣儲能|Compress-air energy storage}}}} |
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一種電網儲能方法是使用離峰或再生電力將空氣壓縮,然後儲存在舊礦井或其他特定地質中。當電力需求較高時,可使用少量天然氣將之加熱,促使壓縮空氣膨脹,驅動{{le|膨脹渦輪機|turboexpander|渦輪機}}發電。<ref>{{citation|doi=10.1016/S0262-4079(07)62476-2|title=Storing energy from the wind in compressed-air reservoirs|journal=New Scientist|volume=195|issue=2623|pages=44–47|year=2007|last1=Pendick|first1=Daniel}}</ref> |
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IAEA署長[[拉斐爾·馬里亞諾·格羅西]]於2023年5月前往中國進行其任內首次正式訪問,與中國核能監管機構國家原子能機構簽署多項協議。格羅西表示,"中國是IAEA最重要的合作夥伴之一,也是全球核能領域的領導者"。<ref name=nei-20230525>{{cite news |url=https://www.neimagazine.com/news/newsagreements-signed-during-first-official-visit-to-china-by-iaeas-grossi-10884614 |title=Agreements signed during first official visit to China by IAEA's Grossi |publisher=Nuclear Engineering International |date=2023-05-25 |access-date=2023-05-28}}</ref> |
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壓縮空氣儲能的效率通常約為60–90%。<ref>{{cite web|url=http://cleantechnica.com/2013/02/21/lightsail-gets-5-5-million-for-compressed-air-energy-storage/#gsc.tab=0|title=LightSail Gets $5.5M From Total, Thiel, Khosla, Gates for Compressed Air Energy Storage|work=[[CleanTechnica]]|date=2013-02-21}}</ref> |
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==反應爐技術== |
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===引進者=== |
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====加拿大重水鈾反應爐(CANDU反應爐)==== |
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裝置兩座[[加拿大原子能有限公司]](AECL)製造的728百萬瓦(MW) CANDU-6反應爐的[[秦山核電廠]]於1998年開始興建(第二期工程)。第一個反應爐於2002年開始發電,第二個於2003年開始發電。CANDU反應爐使用低濃度[[再處理鈾]]作為燃料,因此有助於降低中國用過核燃料的儲存問題。<ref>{{Cite web |url=http://www.candu.org/tqnpc.html |title=Third Qinshan Nuclear Power Station |access-date= 2017-06-21 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170622061310/http://www.candu.org/tqnpc.html |archive-date=2017-06-22|url-status=dead }}</ref> |
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====液態空氣==== |
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====水-水高能反應爐(VVER)==== |
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{{main|{{le|液態空氣|liquid air}}|低溫儲能}} |
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[[File:Tianwan cut Unit 1 and 2.png|thumb|田灣核電廠的頭兩部反應爐機組,型號為VVER-1000。]] |
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另一種儲能方法是將空氣壓縮和冷卻,將其變成液態後儲存,<ref>{{cite web|title=The Resurgence of Liquid Air for Energy Storage|url=http://www.technologyreview.com/news/514936/liquefied-air-could-power-cars-and-store-energy-from-sun-and-wind/|work=MIT Technology Review|access-date=2013-06-07|author=Kevin Bullis|date=2013-05-20}}</ref>需要時再予膨脹,轉動渦輪機發電,儲能效率高達70%。<ref>{{cite web|url=http://www.extremetech.com/extreme/137231-british-company-efficient-energy-storage|title=British company offers efficient energy storage using 'liquid air'|work=ExtremeTech|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20121214130342/http://www.extremetech.com/extreme/137231-british-company-efficient-energy-storage|archive-date=2012-12-14}}</ref> |
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[[俄羅斯原子能出口公司]]是位於[[江蘇省]][[連雲港市]][[田湾核电站|田灣核電廠]]AES-91核電機組(第三代)的總承包商和設備供應商,該發電廠使用已經充分驗證的[[水-水高能反應爐]](VVER-1000),型號為V-428,發電裝置容量為1,060百萬瓦,於1999年開始建造。田灣核電廠機組於2012年擴建的部分使用相同的VVER-1000反應爐。 |
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於[[英國]][[英格蘭]]北部正在建造一座商業液態空氣儲能工廠,<ref name="BBC22Oct2019">{{cite news |title=How liquid air could help keep the lights on |work=BBC News |date=2019-10-22 |url=https://www.bbc.co.uk/news/business-50140110 |access-date=2019-10-23}}</ref> |
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中國核工業集團公司於2019年3月7日與俄羅斯原子能出口公司簽署建造四座VVER-1200型核能發電機組的詳細合同,田灣核電廠將裝置兩部,位於[[遼寧省]][[葫蘆島市]][[徐大堡核電站]]也將裝置兩部。興建工程將於2021年5月開始,所有機組預計在2026年至2028年期間投入商業營運。<ref name=wnn-20190403>{{cite news |url=http://www.world-nuclear-news.org/Articles/AtomStroyExport-unveils-schedule-for-China-project |title=AtomStroyExport unveils schedule for China projects |publisher=World Nuclear News |date=2019-04-03 |access-date=2019-04-03 |archive-url=https://web.archive.org/web/20190403144912/http://www.world-nuclear-news.org/Articles/AtomStroyExport-unveils-schedule-for-China-project |archive-date=2019-04-03 |url-status=live }}</ref> |
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<ref name="HV21Oct2019">{{cite web |title=Highview Power to Develop Multiple Cryogenic Energy Storage Facilities in the UK and to Build Europe's Largest Storage System |url=https://www.highviewpower.com/news_announcement/highview-power-to-develop-multiple-cryogenic-energy-storage-facilities-in-the-uk-and-to-build-europes-largest-storage-system/ |publisher=Highview power |access-date=2019-10-23}}</ref> |
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<ref name="BBC-20201107">{{cite news |last1=Roger |first1=Harrabin |title=UK energy plant to use liquid air |date=2020-11-06 |url=https://www.bbc.co.uk/news/business-54841528 |publisher=BBC News |access-date=7 November 2020}}</ref> |
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<ref name="HP-20201107">{{cite web |title=Highview Power Breaks Ground on 250MWh CRYOBattery Long Duration Energy Storage Facility |url=https://highviewpower.com/news_announcement/highview-power-breaks-ground-on-250mwh-cryobattery-long-duration-energy-storage-facility/ |website=Company News and Announcements |publisher=Highview Power |access-date= 2020-11-07}}</ref> |
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於2022年投入商業運作。<ref name="EIT-202009"> |
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{{cite journal |url=https://highviewpower.com/wp-content/uploads/2020/09/TEIT-Sept-2020.pdf|author1=Junior Isles |title=Really cool storage |journal=The Energy Industry Times |date=September 2020 |volume= 13 |issue= 5 |page=15 |access-date=2020-11-07 |issn=1757-7365}}</ref>該工廠的儲能容量為250百萬瓦時)(MWh),將比全球最大的[[鋰離子電池]] - 位於[[南澳洲]]的{{le|霍恩斯代爾電力儲存|Hornsdale Power Reserve}}的容量大上近一倍。<ref name="Economist-20201130">{{cite news |title=Powering the future: Electrical energy can be captured as liquid air |url=https://www.economist.com/science-and-technology/2019/11/30/electrical-energy-can-be-captured-as-liquid-air |access-date=2020-11-08 |newspaper=The Economist |date=2019-11-30}}</ref> |
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====壓縮二氧化碳==== |
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{{main|{{le|壓縮二氧化碳儲能|Compress carbon dioxcide energy storage}}}} |
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中國於2007年與[[法國]][[阿海琺]]公司就[[歐洲壓水反應爐]](EPR,第三代反應爐)開始談判。位於廣東省的[[台山核電廠]]將裝設兩座阿海琺1,660百萬瓦EPR反應爐,於2009年動工。 |
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氣態二氧化碳可被壓縮,進行電網規模儲能。這種氣體非常適合此角色,二氧化碳可在環境溫度下壓縮而液化。可無限期地儲存在高壓鋼瓶中,以便在需要時使用。<ref name="Verge-20221012">{{cite web |author1=Justine Calma |title=Meet the {{CO2}} battery cozying up with a wind energy giant |url=https://www.theverge.com/2022/10/12/23399567/co2-battery-wind-solar-renewable-energy-storage |publisher=The Verge |access-date=2023-04-16 |date=2022-10-12 |quote=t faces stiff competition, but the {{CO2}} battery has some unique strengths that could accelerate the transition to clean energy}}</ref> |
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====AP1000==== |
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<ref name="Maccarini">{{cite web |author1=Mr. Simone Maccarini |title=The Carbon Dioxide for energy storage applications |url=https://netl.doe.gov/sites/default/files/netl-file/21LEAP_S5_Maccarini.pdf |website=DoE |publisher=THERMOCHEMICAL POWER GROUP, UNIVERSITY OF GENOA (ITALY) |access-date=2023-04-16 |date=2021}}</ref> |
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[[File:Sanmen Nuclear Power Station.jpg |thumb|right|另一座位於浙江省的[[三門核電站|三門核電廠]]。]] |
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該技術的主要倡導者是新創公司Energy Dome,該公司於2022年在[[薩丁尼亞]]建造一座2.5百萬瓦/4百萬時示範工廠。公司聲稱往返效率為75%,預計儲存容量成本為220歐元/千瓦時,是鋰離子電池的一半。<ref name="ESN-20230412">{{cite web |author1=Andy Colthorpe |title=Energy Dome: Turning a greenhouse gas into a cheaper form of energy storage than lithium-ion batteries |url=https://www.energy-storage.news/energy-dome-turning-a-greenhouse-gas-into-a-cheaper-form-of-energy-storage-than-lithium-ion-batteries/ |website=Editors blog |publisher=Energy Storage News |access-date=2023-04-16 |date=2023-04-12}}</ref> |
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美國西屋電器公司建造的AP1000反應爐預計將成為中國轉向第三代反應爐技術的主要基礎。四座AP1000中的第一座預定於2018年7月發電連網。<ref>{{Cite web |url=http://www.world-nuclear-news.org/NN-First-AP1000-unit-begins-generating-power-0207184.html |title=First AP1000 unit begins generating power |access-date=2018-07-11 |archive-url=https://web.archive.org/web/20180710183658/http://www.world-nuclear-news.org/NN-First-AP1000-unit-begins-generating-power-0207184.html |archive-date=2018-07-10 |url-status=live }}</ref> |
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<ref>{{cite web | url=https://www.youtube.com/watch?v=wftcfc901Fo&t=68s | title=Energy Dome: This new battery uses CO₂ to store wind and solar power | website=[[YouTube]] }}</ref> |
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<ref name="Ansaldo">{{cite web |title={{CO2}} battery licensed by Energy Dome |url=https://www.ansaldoenergia.com/offering/solutions-for-the-transition/energy-storage/co2-battery |website=Power generation: news and insights |publisher=Ansaldo Energia |access-date=2023-04-16}}</ref> |
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===電池=== |
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但當西屋電氣公司於2017年宣告破產後,中國於2019年決定在[[漳州核电站|漳州核電廠]]改裝中國自主開發的第三代反應爐 - [[華龍一號]],而非AP1000。<ref name=wnn-20191015>{{cite news |url=http://www.world-nuclear-news.org/Articles/Permits-issued-for-construction-of-new-Chinese-pla |title=Permits issued for construction of new Chinese plant |publisher=World Nuclear News |date=2019-2019-10-15 |access-date=2019-10-15 |archive-url=https://web.archive.org/web/20191015235731/http://www.world-nuclear-news.org/Articles/Permits-issued-for-construction-of-new-Chinese-pla |archive-date=2019-10-15 |url-status=live }}</ref> |
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{{main|{{le|電池儲能電站|Battery storage power station}}}} |
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[[File:Light-plant-Fig1198-Page989-Ch45-Hawkins-Electrical-Guide.png|thumb|一部1917年製,採用16節獨立[[鉛酸蓄電池]](32伏特)的900瓦直流發電機。<ref name="Hawkins1917">{{cite book|first=Nehemiah |last=Hawkins|title=Hawkins Electrical Guide ...: Questions, Answers & Illustrations; a Progressive Course of Study for Engineers, Electricians, Students and Those Desiring to Acquire a Working Knowledge of Electricity and Its Applications; a Practical Treatise|url={{google books |plainurl=y |id=yyEVAAAAYAAJ|page=989}}|year=1917|publisher=T. Audel & Company|pages=989–}}</ref>]] |
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[[File:Battery-cost-learning-curve.png|thumb|業界製造鋰離子電池的學習曲線,在過去三十年中,電池價格已下降97%。<ref>{{Cite journal |last1=Ziegler |first1=Micah S. |last2=Trancik |first2=Jessika E. |date=2021 |title=Re-examining rates of lithium-ion battery technology improvement and cost decline |url=http://xlink.rsc.org/?DOI=D0EE02681F |journal=Energy & Environmental Science |language=en |volume=14 |issue=4 |pages=1635–1651 |doi=10.1039/D0EE02681F |s2cid=220830992 |issn=1754-5692|doi-access=free |arxiv=2007.13920 }}</ref><ref>{{Cite web |title=The price of batteries has declined by 97% in the last three decades |url=https://ourworldindata.org/battery-price-decline |access-date=2022-04-26 |website=Our World in Data}}</ref>]] |
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早期曾使用電池來儲存[[直流電]]。在交流電網電源不易取得的地方,由[[風力發電機]]或內燃機運轉的獨立發電設備為小型馬達提供電力及照明之用。電池系統可於不啟動引擎或無風時運行,提供負載。使用較新的鋰離子電池,其效率通常約為80%至90%以上。<ref>{{cite web |url=http://www.greentechmedia.com/articles/read/Aquion-Energys-Disruptive-Battery-Tech-Picks-Up-35M-in-VC |author=Eric Wesoff |date=2013-04-02 |title=Aquion Energy's Disruptive Battery Tech Picks Up $35M in VC |work=greentechmedia.com |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20130806181853/http://www.greentechmedia.com/articles/read/Aquion-Energys-Disruptive-Battery-Tech-Picks-Up-35M-in-VC |archive-date=2013-08-06}}</ref><ref>{{Cite web |url=https://cleantechnica.com/2015/05/09/tesla-powerwall-powerblocks-per-kwh-lifetime-prices-vs-aquion-energy-eos-energy-imergy/ |title=Tesla Powerwall & Powerpacks Per-kWh Lifetime Prices vs Aquion Energy, Eos Energy, & Imergy |date=2015-05-09 |author=Zachary Shahan |website=CleanTechnica |access-date=2018-03-19}}</ref> |
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===中國自主開發=== |
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====CNP / ACP系列==== |
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{{main|{{le|CNP / ACP核子反應爐|CNP / ACP nuclear reactors}}}} |
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連接到大型固態轉換器的電池系統已被用於穩定配電網路。一些電網電池與再生能源發電廠位於同一地點,或是為平順間歇性風能或太陽能輸出的電力,或是在再生能源發電廠無法直接發電時將電力輸出(請參閱本文舉例部分) )。這些混合系統(發電和儲能)可減輕電網的壓力,也可以實現自給自足並’’離網’’工作(請參閱{{le|獨立電力系統|Stand-alone power system}})。 |
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CNP反應爐(第二代),以及後續的第三代ACP反應爐是中國核工業集團公司開發的一系列核子反應爐,是目前華龍一號的前身。 |
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固定式儲能電池不受質量或體積限制,與電動車應用相反。然而,由於涉及大量的能源和電力,每電力或能源單位的成本非常重要。評估電網規模儲能技術的相關指標是$/Wh(金錢/瓦特),而非Wh/kg(瓦時/公斤)。由於驅動電動車電池的改進,讓電化學電網儲能成為可能,電池的生產成本迅速下降到300美元/度(千瓦時)以下。主要工業利用優化生產鏈,將目標定為到2020年抵達150美元/千瓦時,但實際上已達到140美元/千瓦時。電池價格的下降速度一直超出大多數人的預期,預計到2021年將達到132美元/千瓦時。<ref>{{Cite web |title=Report: EV battery costs hit another low in 2021, but they might rise in 2022 |url=https://www.greencarreports.com/news/1134307_report-ev-battery-costs-might-rise-in-2022 |access-date=2022-09-08 |website=Green Car Reports |language=en}}</ref>這些電池依賴鋰離子技術,適合行動應用(高成本、高密度)。針對電網,應注重每千瓦時的成本。磷酸鐵鋰電池因其成本低、規模大,且能量密度適合許多應用,而越來越多用於車輛和電網儲存。<ref>{{Cite web |last=Alamalhodaei |first=Aria |date=2021-07-28 |title=What Tesla's bet on iron-based batteries means for manufacturers |url=https://techcrunch.com/2021/07/28/what-teslas-bet-on-iron-based-batteries-means-for-manufacturers/ |access-date=2022-09-08 |website=TechCrunch |language=en-US}}</ref> |
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CNP反應爐最早的型號是{{le|CNP-300壓水反應爐|CNP-300}},是中國第一個自主開發的反應爐。 |
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====電網電池儲能技術==== |
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[[CNP-600]]是此系列反應爐中的較大型版本,是在CNP-300<ref>{{cite news|last1=Biello|first1=David|title=China forges ahead with nuclear energy|url=https://www.nature.com/news/2011/110329/full/news.2011.194.html|accessdate=28 May 2018|journal=Nature|date=29 March 2011|language=en|doi=10.1038/news.2011.194}}</ref>和[[大亞灣核電廠]]使用的M310反應爐(法國技術)的基礎上開發而來,大亞灣核電廠裝設的是M310反應爐。<ref>{{cite web|title=China's commercial reactors|url=https://www.belfercenter.org/sites/default/files/legacy/files/chinas-commercial-reactors-proof.pdf|publisher=Nuclear Engineering International|accessdate=2018-05-29}}</ref><ref>{{cite web|last1=(IAEA)|first1=International Atomic Energy Agency|title=- Nuclear Power – IAEA|url=https://www.iaea.org/NuclearPower/aris/|website=www.iaea.org|accessdate=2018-05-29|language=en}}</ref>CNP-600機組安裝在[[海南省]][[昌江核電站]],有兩機組,分別於2015年和2016年投入運作。後繼的第三代ACP-600型反應爐也開發成功,但未曾裝置使用。 |
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[[鈉離子電池]]是種鋰離子電池替代品,廉價且可持續,[[鈉]]比[[鋰]]更豐富、更便宜,但它的功率密度較低。然而此種電池仍處於早期發展階段。 |
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汽車導向技術依賴固體電極,其具有高能量密度,但需要昂貴的製造過程。液體電極是一種更便宜且密度較小的替代品,因為它們不需任何處理。 |
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西屋電器公司和[[法馬通]](此公司經歷併購後成為今日的阿海琺)從1990年代開始協助中國開發CNP-1000(CNP反應爐的三迴路1,000百萬瓦型號)。隨後在[[福清核電站]]裝置4座CNP-1000機組。 而CNP-1000的進一步開發停止,轉而支持西屋電器的ACP-1000。 |
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=====熔鹽/液態金屬電池===== |
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中國於2013年宣布自主研發出ACP-1000(第三代反應爐),中國當局聲稱擁有該設計的全部智慧財產權。但在華龍一號開發成功後,迄今尚無建造ACP-1000反應爐的紀錄。中國核工業集團原計劃在福清核電站5號和6號反應爐裝設ACP-1000反應爐,但後來改用華龍一號。<ref>{{Cite web | url=https://www.neimagazine.com/features/featurechinese-reactor-design-evolution-4272370/ | title=Chinese reactor design evolution - Nuclear Engineering International }}</ref> |
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這類電池由兩種由電解質隔開的熔融金屬合金組成。它們製造簡單,但需要數百攝氏度的溫度才能讓合金保持液態。此技術包括一稱為ZEBRA的技術、[[鈉硫電池]]和液態金屬。<ref>{{cite web|url=http://web.mit.edu/newsoffice/2009/liquid-battery.html|title=Liquid battery big enough for the electric grid?|date=2009-11-19|author=David L. Chandler, MIT News Office|work=MIT News |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20100213233043/http://web.mit.edu/newsoffice/2009/liquid-battery.html |archive-date=201-02-130}}</ref>日本和美國正在使用鈉硫電池進行電網儲存。><ref>{{cite press release |url=http://www.appalachianpower.com/news/releases/viewrelease.asp?releaseID=281 |title=Appalachian Power Dedicates Mega Battery; New Technology Provides Extra Power, Reliability |publisher=Appalachian Power |date=2006-07-20 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20061022221031/http://www.appalachianpower.com/news/releases/viewrelease.asp?releaseID=281 |archive-date=2006-10-22}}</ref>電解質由固體β氧化鋁組成。液態金屬電池由[[麻省理工學院]]教授{{le|唐納·薩多威|Donald Shadoway}}l領導的團隊開發。 麻省理工學院的衍生公司Ambri負責市場推廣,該公司目前已簽約為[[內華達州]][[雷諾]]附近的TerraScale數據中心公司安裝首座250百萬瓦時系統。<ref>{{cite web|url=https://www.energy-storage.news/news/ambris-liquid-metal-battery-to-be-used-at-desert-data-centre-in-nevada|title=Ambri's liquid metal battery to be used at desert data centre in Nevada|date=2020-11-26|author=Andy Colthorpe|work=Energy Storage News}}</ref><ref>{{cite web |author=Eric Wesoff |url=http://www.greentechmedia.com/articles/read/Sadoways-MIT-Liquid-Metal-Battery-Startup-Adds-15M-and-Khosla-Ventures-as/ |title=Sadoway's MIT Liquid Metal Battery Startup Adds $15M and Khosla Ventures as Investor |archive-url=https://web.archive.org/web/20120925010842/http://www.greentechmedia.com/articles/read/Sadoways-MIT-Liquid-Metal-Battery-Startup-Adds-15M-and-Khosla-Ventures-as |archive-date=2012-09-25 |work=greentechmedia.com |date= 2012-05-24}}</ref> |
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=====液流電池===== |
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液流電池將電力儲存在液體中,例如室溫水溶液中的過渡金屬離子溶液。液流電池的優點是在2-4小時的充放電時段,或在使用壽命長 (多年)時,具有較低的建置成本。然而液流電池在能量效率方面不如鋰離子電池。 <ref>Flow batteries from 1879 to 2022 and beyond. 2023. Journal of The Electrochemical Society. 170/030505. Y.V. Tolmachev. doi: 10.1149/1945-7111/acb8de.</ref>目前液流電池被部署於儲存來自風能和太陽能等間歇性再生能源生產的電力。<ref>{{Cite web|url=http://www.memagazine.org/backissues/membersonly/oct05/features/rerere/rerere.html|archive-url=https://web.archive.org/web/20090115212122/http://www.memagazine.org/backissues/membersonly/oct05/features/rerere/rerere.html |url-status=dead |title="Renewable. Rechargeable. Remarkable.", Feature Article, September 2005<!-- Bot generated title -->|archive-date=2009-01-15}}</ref> |
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{{main|CPR-1000}} |
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[[全釩氧化還原液流電池]]是技術和商業上最先進的液流電池。<ref>{{cite web|url=https://redtenergy.com/solutions/vanadium_redox_flow_machines/|title=Grid-Scale storage with vanadium redox flow batteries|website=REDT Energy Storage|archive-url=https://web.archive.org/web/20140515145126/http://www.redtenergy.com/news/redt-wins-%C2%A336m-decc-award-energy-storage|archive-date=2014-05-15|url-status=dead}}</ref><ref>1. An Overview of the Design and Optimized Operation of Vanadium Redox Flow Batteries for Durations in the Range of 4–24 Hours. 2023. Batteries. 9/4. V.V. Viswanathan, A.J. Crawford, E.C. Thomsen, N. Shamim, G. Li, Q. Huang, et al. doi: 10.3390/batteries9040221.</ref>目前在不同地點安裝數十個此種電池系統,包括: {{le|哈克式里山風電廠|Huxley Hill Wind Farm}}([[澳大利亞]])、[[北海道]]苫裡風力發電廠([[日本]]),也有非風力發電廠應用。 {{le|桑丘風力發電廠|Sorne Hill Wind Farm}}([[愛爾蘭]])將安裝12百萬瓦時的此種液流電池。<ref>{{cite web|url=http://www.leonardo-energy.org/drupal/node/959|title=Wind farm with battery storage in Ireland|publisher=Leonardo Energy |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20071102075502/http://www.leonardo-energy.org/drupal/node/959 |archive-date=2007-11-02}}</ref>這些儲能系統的目的是將瞬態風速波動予以平順。 |
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CPR-1000是中國廣核集團開發的第二代反應爐。它是中國裝置數量最多的反應爐,已有22座在運行中。這種反應爐是中國在1990年代引進的法國900百萬瓦三冷卻迴路反應爐為基礎而開發出,目前大部分零件已在中國製造。但智慧財產權仍由阿海琺保留,中國廣核集團自行開發的CPR-1000,其海外銷售因此受到限制。<ref name=wna-china /> |
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====舉例==== |
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中國第一座使用CPR-1000反應爐的是[[廣東省]][[大鵬灣]][[嶺澳核电站|嶺澳核電廠]]3號機組,於2010年7月15日併網供電。<ref name=LingAo3-first-grid-power>{{cite news|url=http://www.neimagazine.com/story.asp?sectioncode=132&storyCode=2056890|title=First power at China's Ling Ao|publisher=Nuclear Engineering International|date=2010-07-16|access-date=2010-07-17|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20110613090954/http://www.neimagazine.com/story.asp?sectioncode=132&storyCode=2056890|archive-date=2011-06-13}}</ref>此型號反應爐的設計是隨著中國零件水準不斷提升而逐步完成。中國廣核集團總經理舒國剛表示:"一開始,我們僅有能力建造大亞灣核電廠的1%,其餘全是外國公司建造。經過我們努力吸收知識,後來的嶺澳核電廠二期工程的55%、[[紅沿河核電站]]的70%、[[宁德核电站|寧德核電廠]]的80%以及[[阳江核电站|陽江核電廠]]的90%均為我們所承建。"<ref>{{cite web| url =https://www.cctv.com/program/bizchina/20090724/101260.shtml |title =China aims to build its own nuclear power stations |
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在[[波多黎各]],有一容量為20百萬瓦、可持續15分鐘(5百萬瓦時)的系統,用來穩定島上的電力。 於2003年,[[阿拉斯加州]][[費爾班克斯]]安裝一27百萬瓦,可持續15分鐘(6.75百萬瓦時)[[鎳鎘電池]]組,以穩定長途輸電線路末端的電壓。.<ref>{{cite journal|year=2005|title=The United States of storage|journal=IEEE Power and Energy Magazine|volume=3|issue=2|pages=31–9|doi=10.1109/MPAE.2005.1405868|vauthors=Gyuk I, Kulkarni P, Sayer JH, etal|s2cid=34193246}}</ref> |
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| publisher =CCTV.C O M | date =2009-07-24 | accessdate = 2024-05-18 }}</ref> |
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一座由{{le|南加州愛迪生電力公司|Southern California Edison}}委建的{{le|特哈查皮能量儲存專案|Tehachapi Energy Storage Project}}於2014年開始啟動。<ref>{{Cite web|title=SCE Unveils Largest Battery Energy Storage Project in North America|url=https://newsroom.edison.com/releases/sce-unveils-largest-battery-energy-storage-project-in-north-america|last=International|first=Edison|website=Edison International|language=en|access-date=2020-05-10}}</ref> |
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中國廣核集團於2010年發表ACPR1000反應爐設計,這是由CPR-1000轉向第三代反應爐的設計進化,也將取代原先受智慧財產權限制的組件。中國廣核集團的目標是到2013年能獨立外銷ACPR1000。<ref name=wnn-acpr1000-announced>{{cite news |url=http://www.world-nuclear-news.org/NN-China_prepares_to_export_reactors-2511101.html |title=China prepares to export reactors |publisher=World Nuclear News |date=2010-11-25 |access-date=2010-12-18 |archive-url=https://web.archive.org/web/20101230224115/http://www.world-nuclear-news.org/NN-China_prepares_to_export_reactors-2511101.html |archive-date=2010-12-30 |url-status=live }}</ref>中國正在建造一些ACPR1000反應爐,但在出口方面,則決定由華龍一號取代。 |
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於2016年,有將鋅離子電池用於電網儲存應用的建議提出。<ref>{{Cite web|url=http://www.kurzweilai.net/a-cheap-long-lasting-sustainable-battery-for-grid-energy-storage|title=A cheap, long-lasting, sustainable battery for grid energy storage {{!}} KurzweilAI|date=2016-09-16|website=www.kurzweilai.net|language=en-US|access-date=2017-02-02|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20161228050817/http://www.kurzweilai.net/a-cheap-long-lasting-sustainable-battery-for-grid-energy-storage|archive-date=2016-12-26}}</ref> |
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====華龍一號==== |
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{{main|華龍一號}} |
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[[File:HPR1000, cooling systems schemata.png|thumb|upright=1.4|華龍一號(HPR1000)的主動和被動安全系統設計。<ref name=engineering-201603>{{cite journal |title=HPR1000: Advanced Pressurized Water Reactor with Active and Passive Safety |author1=Ji Xing |author2=Daiyong Song |author3=Yuxiang Wu |journal=Engineering |volume=2 |issue=1 |pages=79–87 |date=March 2016 |doi=10.1016/J.ENG.2016.01.017 |doi-access=free }}</ref><br />紅線-主動系統<br />綠線-被動系統<br />IRWST − 反應爐內再裝料水儲存槽。]] |
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於2017年,{{le|加州公用事業委員會|California Public Utilities Commission}}在該州[[安大略 (加利福尼亞州)|安大略]]的米拉洛馬變電站安裝396個冰箱大小的[[特斯拉]]電池組。這些電池部署在兩個模組中,每個模組容量為10百萬瓦(總共20百萬瓦),每個模組能夠運行4小時,而增加高達80百萬瓦時的儲存容量。此電池組能為15,000個家庭供電四個多小時。<ref>{{Cite news |url=http://www.zmescience.com/science/news-science/socal-tesla-batteries |title=Rows of Tesla batteries will keep Southern California's lights on during the night |last=MICU |first=ALEXANDRU |date=2017-01-30 |work=ZME Science |access-date=2017-02-12 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20170201211008/http://www.zmescience.com/science/news-science/socal-tesla-batteries/ |archive-date= 2017-02-01}}</ref> |
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華龍一號由中國核工業集團公司和中國廣核集團公司聯合研製,以中國核工業集團三迴路ACP1000反應爐和中國廣核集團ACPR1000反應爐為基礎,而後者又以法國M310反應爐為基礎而來。<ref name="wna">{{cite web |title=Nuclear Power in China |url=https://www.world-nuclear.org/information-library/country-profiles/countries-a-f/china-nuclear-power.aspx |website=[[World Nuclear Association]] |date=January 2021 |access-date=2021-01-31}}</ref> |
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[[比亞迪]]建議使用傳統的消費性電池技術,例如[[磷酸鐵鋰]](LiFePO4)電池,將許多電池並聯後運作。 |
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中國廣核集團基於法國設計的M310壓水式反應爐,開發出改良的第二代壓水式反應爐,稱為CPR-1000。<ref>{{cite web |url=http://www.cgnpc.com.cn/n2881959/n3065965/n3070695/index.html |title=Cpr1000,中国改进型压水堆核电技术 |access-date=2010-05-01 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20100331204406/http://www.cgnpc.com.cn/n2881959/n3065965/n3070695/index.html |archive-date=2010-03-31 }}</ref>CPR-1000在中國目前興建的反應爐中佔有很大比例。而M310的基礎設計則參考法國[[格拉沃利訥核電站]]的5號和6號機組。<ref name=SL2011>{{cite web |url=http://www.iaea.org/NuclearPower/Downloads/Technology/meetings/2011-Jul-4-8-ANRT-WS/1_CHINA_CPR1000_CGNPC_S.Lau.pdf |title=CPR1000 Design, Safety Performance and Operability |last=Lau |first=Steven |publisher=IAEA |work=Daya Bay Nuclear Power Operations and Management Company |date=2011-07-05 |access-date=2019-11-03}}</ref>中國廣核集團於2014年初宣佈CPR-1000由初步設計轉向細部設計,輸出功率為1,150百萬瓦,設計使用壽命為60年,採用雙安全殼,包含被動和主動安全系統。中國核工業集團的177燃料組件設計受到保留。<ref name="wna-china-2013" /> |
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美國最大的電網蓄電池有[[伊利諾州]]Grand Ridge發電廠的31.5百萬瓦電池和[[西維吉尼亞州]]Beech Ridge的31.5百萬瓦電池。 <ref>[http://www.solarserver.com/solar-magazine/solar-news/current/2015/kw50/invenergys-grand-ridge-energy-storage-facility-wins-2015-best-renewable-project-award.html Invenergy's Grand Ridge energy storage facility wins 2015 Best Renewable Project Award] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20160110180155/http://www.solarserver.com/solar-magazine/solar-news/current/2015/kw50/invenergys-grand-ridge-energy-storage-facility-wins-2015-best-renewable-project-award.html |date=10 January 2016 }}, Solar Server, 2015-12-12</ref>於2015年建造的兩個電池組為400百萬瓦時(100百萬瓦,4小時)南加州愛迪生電力公司專案和[[夏威夷]][[考艾島]]的52百萬瓦時專案(將13百萬瓦太陽能發電廠的輸出完全轉移到晚上使用)。<ref>[http://www.utilitydive.com/news/5-battery-energy-storage-projects-to-watch-in-2016/409624/ 5 battery energy storage projects to watch in 2016 ] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20170129232806/http://www.utilitydive.com/news/5-battery-energy-storage-projects-to-watch-in-2016/409624/ |date=2017-01-29 }}, Utility Dive, Krysti Shallenberger, 2015-11-30</ref>另有兩個電池組位於阿拉斯加費爾班克斯(使用鎳鎘電池,40百萬瓦,持續7分鐘)<ref>Conway, E. (2 September 2008) [https://archive.today/20121223173018/http://www.telegraph.co.uk/scienceandtechnology/3312118/World%27s-biggest-battery-switched-on-in-Alaska.html "World's biggest battery switched on in Alaska"] ''Telegraph.co.uk''</ref>和[[德克薩斯州]]{{le|諾特里斯|Notrees, Texas}}(使用[[鉛酸蓄電池]],36百萬瓦,持續40分鐘) 。<ref>{{cite web |url=http://www.energystorageexchange.org/projects/11 |title=Duke Energy Notrees Wind Storage Demonstration Project |work=DOE Global Energy Storage Database |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20141026103945/http://www.energystorageexchange.org/projects/11 |archive-date=2014-10-26 |access-date= 2014-10-13 }}</ref><ref>{{cite news |last=Lie |first=Øyvind |url=http://www.tu.no/kraft/2014/10/12/her-er-verdens-kraftigste-batterier |title=Her er verdens kraftigste batterier |newspaper=Tu.no |language=da |trans-title=Here are the world's most powerful batteries |archive-url=https://web.archive.org/web/20141014235435/http://www.tu.no/kraft/2014/10/12/her-er-verdens-kraftigste-batterier |archive-date=2014-10-14 |publisher=[[Teknisk Ukeblad]] |date=2014-10-12 |access-date=2014-10-13}}</ref>[[德國]][[呂嫩]]正在建造由[[梅賽德斯-賓士集團]]{{le|Smart electric drive|Smart electric drive}}電動車淘汰電池組成的13百萬瓦時電池組,預計這種電池用於第二次服務的壽命為10年。<ref>{{cite web|url=http://www.greencarcongress.com/2015/11/20151104-daimler.html|title=Green Car Congress: Daimler and partners deploying world's largest 2nd-life EV battery storage unit for grid support|first=BioAge|last=Media|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20151107214650/http://www.greencarcongress.com/2015/11/20151104-daimler.html|archive-date=2015-11-07}}</ref> |
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設計整合後,兩家公司保留自己的供應鏈,各自的華龍一號的型號將略有不同(中國廣核集團建造的機組將保留ACPR1000的一些功能),但設計被認為是已標準化,約85%的零件將在中國國內製造。<ref>{{Cite web | url=https://www.world-nuclear-news.org/NN-Chinese-reactor-design-passes-safety-review-0812145.html | title=Chinese reactor design passes safety review - World Nuclear News }}</ref> |
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美國於2015年安裝221百萬瓦的電池儲能設備,預計2020年總容量將達到1.7吉瓦(Gw,十億瓦)。<ref>{{cite web|url=http://reneweconomy.com.au/2016/us-energy-storage-market-grew-243-in-2015-largest-year-on-record-61611|title=US energy storage market grew 243% in 2015, largest year on record|date=2016-03-04|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20160305114017/http://reneweconomy.com.au/2016/us-energy-storage-market-grew-243-in-2015-largest-year-on-record-61611|archive-date=2016-03-05}}</ref> |
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華龍一號的設計發電量為1,170百萬瓦,淨發電量為1,090百萬瓦,設計使用壽命為60年,並將採用雙安全殼,同時有被動和主動安全系統。<ref name=engineering-201603/>反應爐採用177個組裝核心設計,換燃料棒週期為18個月。電廠利用率高達90%。中核工業集團表示,其主被動安全系統、雙層安全殼等技術符合國際最高安全標準。<ref>{{Cite web | url=https://www.neimagazine.com/news/newschina-to-begin-construction-of-hualong-two-in-2024-8673029 | title=China to begin construction of Hualong Two in 2024 - Nuclear Engineering International }}</ref> |
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英國於2018年在[[英格蘭]]東部[[哈特福郡]]安裝50百萬瓦鋰離子電網電池。 <ref>{{cite web |author=Madelyn Newton |date=2018-07-10 |url=https://www.businessgreen.com/bg/news/3035576/uks-largest-grid-battery-storage-facility-completed-in-hertfordshire |title=UK's 'largest' grid battery storage facility completed in Hertfordshire |url-access=registration}}</ref>[[劍橋郡]]{{le|伯韋爾|Burwell}}的50百萬瓦電池儲能開發案和[[南約克郡]][[巴恩斯利]]的40百萬瓦電池儲能開發案於2021年2月開始建造。<ref>{{cite web |url=https://www.energyglobal.com/energy-storage/10022021/sms-begins-construction-of-british-battery-storage-projects/|title=SMS begins construction of British battery storage projects | last=Weetch | first=Bella |date=2021-02-21 |website=Energy Global |access-date=2021-07-01}}</ref> |
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華龍一號現在在很大程度上被視為將取代中國以前所有的反應爐,並已開始出口到海外。<ref>{{cite web| url =https://world-nuclear.org/Information-Library/Country-Profiles/countries-A-F/China-Nuclear-Power|title =Nuclear Power in China |
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| publisher =World Nuclear Association | date =2024-05-03 | accessdate = 2024-05-18 }}</ref> |
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特斯拉於2017年11月在[[南澳洲]]安裝100百萬瓦、129百萬瓦時的電池系統。<ref>{{cite web |url=https://arstechnica.com/cars/2017/12/tesla-beats-deadline-switches-on-gigantic-australian-battery-array/ |title=Tesla beats deadline, switches on gigantic Australian battery array |author=Megan Geuss |date=2017-12-01 |access-date=2018-09-29}}</ref>{{le|澳洲能源市場營運公司|Australian Energy Market Operator}}表示,"此電池儲能與傳統同步發電機組相比,運作既快速又精確"。<ref>{{cite web|url=https://arstechnica.com/information-technology/2018/04/australian-energy-market-operator-likes-its-new-tesla-battery-quite-a-bit/|title=Australian Energy Market Operator likes its new Tesla battery quite a bit |author=Megan Geuss |date=2018-04-11 |access-date=2018-09-29}}</ref><ref>{{cite web |publisher=[[Australian Energy Market Operator]] |date=April 2018 |url=http://www.link.aemo.com.au/-/media/Files/Media_Centre/2018/Initial-operation-of-the-Hornsdale-Power-Reserve.pdf |title=Initial operation of the Hornsdale Power Reserve Battery Energy Storage Syetem |access-date=2018-09-29}}</ref> |
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====華龍二號==== |
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中核工業集團計劃在2024年開始建造華龍一號的後續版本,名為"華龍二號"。採用與華龍一號類似的技術,建造時間從5年縮短至4年,建造成本將會降低,每千瓦成本從17,000元人民幣降低到13,000元人民幣左右,降幅約為四分之一。<ref name=nei-20210415>{{cite news |url=https://www.neimagazine.com/news/newschina-to-begin-construction-of-hualong-two-in-2024-8673029 |title=China to begin construction of Hualong Two in 2024 |publisher=Nuclear Engineering International |date=15 April 2021 |access-date=2 February 2022}}</ref><ref name=reuters-20210414>{{cite news |url=https://www.nasdaq.com/articles/china-to-start-building-hualong-two-nuclear-reactor-in-2024-2021-04-14 |title=China to start building Hualong Two nuclear reactor in 2024 |last1=Xu |first1=Muyu |last2=Singh |first2=Shivani |publisher=Reuters |url-access=limited |via=nasdaq.com |date=2021-04-14 |access-date=2023-05-28}}</ref> |
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{| class="wikitable sortable" style="width: auto; text-align: center; table-layout: fixed;" |
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====CAP1400 (國和一號)==== |
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|+技術比較 |
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{{main|{{le|國家核電技術#國和一號|State Nuclear Power Technology Corporation|Reactor designs}}}} |
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! scope="col"| 技術 |
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! scope="col"| 移動部件 |
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! scope="col"| 環境溫度 |
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! scope="col"| 易燃性 |
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! scope="col"| 含有毒物質 |
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! scope="col"| 已在生產 |
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! scope="col"| 含稀有金屬 |
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! scope="row"| 全釩氧化還原液流電池<ref>{{cite journal |url=https://www.newscientist.com/article/mg21729096.400-flow-batteries-could-back-up-grid-of-the-future.html |title=Flow batteries could back up grid of the future |author=Martin Lamonica |date=2013-03-20 |journal=New Scientist |volume=217 |issue=2909 |pages=22 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20150506011326/http://www.newscientist.com/article/mg21729096.400-flow-batteries-could-back-up-grid-of-the-future.html |archive-date=2015-05-06|bibcode=2013NewSc.217...22L |doi=10.1016/S0262-4079(13)60735-6 }}</ref> |
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! scope="row"| 鈉離子電池 |
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! scope="row"| 鉛酸蓄電池<ref>{{cite web |url=http://www.greentechmedia.com/articles/read/Gridtential-Goes-After-Energy-Storage-With-Improved-Lead-Acid-Batteries |title=Gridtential Goes After Energy Storage With Improved Lead–Acid Batteries |work=greentechmedia.com |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20130320094846/http://www.greentechmedia.com/articles/read/Gridtential-Goes-After-Energy-Storage-With-Improved-Lead-Acid-Batteries |archive-date= 2013-03-20|year=2013 }}</ref> |
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! scope="row"|鈉硫電池 |
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! scope="row"| [[鋁離子電池]] |
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! scope="row"| {{le|金屬空氣電池|Metal–air electrochemical cell}} |
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===電動載具=== |
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由[[國家電力投資集團]]於2020年9月推出根據西屋AP1000的設計,命名為[[國和一號]](CAP1400)的反應爐,希望更能廣泛部署。<ref name=wnn-20200929>{{cite news |url=https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Large-scale-Chinese-reactor-design-officially-laun |title=China launches CAP1400 reactor design |publisher=World Nuclear News |date=2020-09-29 |access-date=2020-09-29}}</ref> |
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{{main|電動載具|V2G}} |
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[[File:Nissan Leaf aan Amsterdamse laadpaal.jpg|thumb|日本生產的[[日產Leaf]]於2015年榮登可上高速公路[[電動汽車]]的銷售冠軍。]] |
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各公司目前正在研究使用電動載具來滿足電力尖峰需求的可能性。停車並連接電源的電動載具可在高峰負載期間出售電池中的電力,並在夜間(在家)或非高峰期間充電。<ref>{{cite news |url=http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/8523338.stm|title=BBC News – New electric car scheme for California|work=BBC|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20100220053131/http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/8523338.stm|archive-date=2010-02-20|date=2010-02-19}}</ref> |
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截至2023年,國務院核准興建6座CAP1400,分別為[[海陽核電站]]3號及4號機組、[[廉江核電站]]1號及2號機組與[[三門核電站]]3號及4號機組。<ref>{{cite news |title= China approves construction of six new reactors |url=https://world-nuclear-news.org/Articles/China-approves-construction-of-six-new-reactors |accessdate=2022-04-23 |work=www.world-nuclear-news.org}}</ref><ref>{{cite news |title= Approval for four new reactors in south China |url=https://world-nuclear-news.org/Articles/Approval-for-four-new-reactors-in-south-China |accessdate=2022-09-20 |work=www.world-nuclear-news.org}}</ref>三門核電站3號機組於2022年6月正式開工,海陽核電站3號機組於2022年7月正式動工。 |
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[[插電式混合動力車]]或[[電動汽車]]可以因其具有儲電能力而被用於儲能用。<ref name="RSC">{{cite web | title=Sustainable transportation based on electric vehicle concepts: a brief overview | url=https://www.researchgate.net/publication/224880220 | last1=Eberle | first1=Ulrich | first2=Rittmar | last2=von Helmolt | publisher=[[Royal Society of Chemistry]] | date=2010-05-14 | access-date=2010-06-08 | url-status=live | archive-url=https://web.archive.org/web/20131021070726/http://www.researchgate.net/publication/224880220_Sustainable_transportation_based_on_electric_vehicle_concepts_a_brief_overview | archive-date=2013-10-21}}</ref><ref>{{cite web|url=https://www.newscientist.com/article.ns?id=dn7081|title=Charge a battery in just six minutes|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20081015143733/http://www.newscientist.com/article.ns?id=dn7081|archive-date=2008-10-15}}</ref><ref>{{cite web|url=http://www.toshiba.co.jp/about/press/2005_03/pr2901.htm|title=Toshiba : Press Releases 2005-03-29 |work=toshiba.co.jp|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20161230023355/http://www.toshiba.co.jp/about/press/2005_03/pr2901.htm|archive-date= 2016-12-30}}</ref>可採V2G技術,將每輛配備20至50千瓦時[[電池組]]的車輛變成分散式負載平衡裝置或緊急電源。假設每個家庭年消耗電力為3,650千瓦時,表示平均家庭每天需要10千瓦時的電量,每輛車可提供2到5天所需的電力。一些電力公司計劃使用舊的插電式混合動力車電池來儲存電力。<ref name="woody">Woody, Todd. [http://blogs.business2.com/greenwombat/2007/06/photo_green_wom.html "PG&E's Battery Power Plans Could Jump Start Electric Car Market."] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080208091638/http://blogs.business2.com/greenwombat/2007/06/photo_green_wom.html |date=2008-02-08 }} (Blog). ''Green Wombat'', 2007-06-12. Retrieved on 2007-08-19</ref><ref>{{cite web|url=http://www.planetark.com/dailynewsstory.cfm/newsid/44343/story.htm|title=E.on UK Plans Giant Battery to Store Wind Power |publisher=Positive Environment News|last=Planet Ark Environmental Foundation|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20070918030808/http://www.planetark.com/dailynewsstory.cfm/newsid/44343/story.htm|archive-date=2007-09-18}}</ref>但使用V2G儲能的一個很大缺點是每次儲存循環都會使電池經歷一次完整的充放電循環,而對其造成耗損。<ref name="RSC" /> However, one major study showed that used intelligently, vehicle-to-grid storage actually improved the batteries longevity.<ref>{{cite web|url=https://www.cleanenergynews.co.uk/news/storage/v2g-found-to-improve-the-lifetime-of-electric-vehicle-batteries|title=V2G found to improve the lifetime of electric vehicle batteries|website=Clean Energy News|access-date=2018-05-05|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20180328102412/https://www.cleanenergynews.co.uk/news/storage/v2g-found-to-improve-the-lifetime-of-electric-vehicle-batteries|archive-date=2018-03-28}}</ref>然而一項主要研究顯示智慧使用V2G的儲能實際上可延長電池的使用壽命。<ref>{{cite web|url=https://www.cleanenergynews.co.uk/news/storage/v2g-found-to-improve-the-lifetime-of-electric-vehicle-batteries|title=V2G found to improve the lifetime of electric vehicle batteries|website=Clean Energy News|access-date=2018-05-05|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20180328102412/https://www.cleanenergynews.co.uk/news/storage/v2g-found-to-improve-the-lifetime-of-electric-vehicle-batteries|archive-date=2018-03-28}}</ref>傳統(含鈷)鋰離子電池會隨著循環次數的增加而耗損,新型鋰離子電池在每次循環中不會明顯耗損,因此具有更長使用壽命。有種方法是在電網儲能中使用舊的汽車電池,<ref>{{cite news |url=https://www.forbes.com/sites/peterdetwiler/2014/03/18/the-afterlife-for-electric-vehicle-batteries-a-future-source-of-energy-storage/ |work=Forbes |date=2014-03-18 |title= The Afterlife For Electric Vehicle Batteries: A Future Source of Energy Storage? |first=Peter |last=Kelly-Detwiler}}</ref>這類電池預計將在十年內仍發揮儲能的作用。<ref>{{cite news |url=http://news.nationalgeographic.com/news/energy/2012/11/121116-second-life-for-used-electric-car-batteries/ |archive-url=https://web.archive.org/web/20121118014117/http://news.nationalgeographic.com/news/energy/2012/11/121116-second-life-for-used-electric-car-batteries/ |url-status=dead |archive-date=2012-11-18 |work=National Geographic |date=2012-11-12 |title= Second Life for Old Electric-Car Batteries: Guardians of the Electric Grid |first=Josie |last=Garthwaite}}</ref>如果大規模進行,那麼保證更換因使用而退化的車輛電池就變得更加容易,因為舊電池另具價值並且可立即使用。 |
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====第四代反應爐==== |
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[[File:Tsinghua 04790004 (8389261478).jpg|thumb|位於[[清華大學]]中的10兆瓦高溫氣冷實驗反應爐(HTR-10)控制室。]] |
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===飛輪=== |
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中國正在開發幾種第四代反應爐。 [[HTR-PM]]([[高溫氣冷堆|高溫氣冷反應爐]])正在建造中。 HTR-PM是{{le|AVR核反應爐|AVR reactor}}的後代,它部分也採用中國早期的[[10兆瓦高溫氣冷實驗堆|10兆瓦高溫氣冷實驗反應爐]]設計。另外也有[[鈉冷快中子反應爐]]({{le|CFR-600|CFR-600}})在興建中。 |
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{{main|{{le|飛輪儲能電源系統|Flywheel storage power system}}|飛輪儲能}} |
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[[File:G2 front2.jpg|thumb|[[美國國家航空暨太空總署|NASA]]製造的G2飛輪儲能裝置。]] |
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這種儲能方法所依賴的是機械慣性。當電力輸入時,電動機會將重型轉盤加速旋轉。反過來,馬達將充當發電機,將圓盤減速並產生電力。電能被儲存為轉盤的動能。必須將摩擦力保持在最低限度以延長儲存時間。通常是將飛輪放置在真空中,並使用磁力軸承以達成,但往往此法價格昂貴。飛輪速度越大,儲能容量越大,但需要堅固的材料(例如鋼或複合材料)來抵抗離心力。此法不適合一般電力系統應用。而可能最適合鐵路電力系統的負載平衡應用,以及提高再生能源系統(例如愛爾蘭的20百萬瓦系統)的電能品質。<ref>{{cite web |url=https://www.djei.ie/en/News-And-Events/Department-News/2015/March/First-Hybrid-Flywheel-Energy-Storage-Plant-in-Europe-announced-in-Midlands-.html |title=Energy Storage Plant in Europe announced in Midlands |date=2015-03-26 |publisher=Department of Business, Enterprise and Innovation |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20161128202155/https://www.djei.ie/en/News-And-Events/Department-News/2015/March/First-Hybrid-Flywheel-Energy-Storage-Plant-in-Europe-announced-in-Midlands-.html |archive-date=2016-11-28 |access-date=2020-01-28 }}</ref><ref>{{cite news |url=https://www.theguardian.com/environment/2015/apr/08/new-energy-storage-plant-could-revolutionise-renewable-sector |title=New energy storage plant could 'revolutionise' renewable sector |work=[[The Guardian]] |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20161204075936/https://www.theguardian.com/environment/2015/apr/08/new-energy-storage-plant-could-revolutionise-renewable-sector |archive-date=2016-12-04 }}<!--inaccurate--></ref> |
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====ACP100小型模塊化反應爐==== |
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中國核工業集團公司於2019年7月宣佈將於年底前在現有昌江核電廠西北側開始建造示範[[小型模塊化反應堆|小型模塊化反應爐]](ACP100)。 <ref name=wnn-20190722>{{cite news |url=http://www.world-nuclear-news.org/Articles/CNNC-launches-demonstration-SMR-project |title=CNNC launches demonstration SMR project |publisher=World Nuclear News |date=2019-07-22 |access-date=2019-07-22 |archive-url=https://web.archive.org/web/20190722160629/http://www.world-nuclear-news.org/Articles/CNNC-launches-demonstration-SMR-project |archive-date= 2019-07-22 |url-status=live }}</ref>ACP100於2010年開始設計,是第一個於2016年通過IAEA獨立安全評估的小型模塊化反應爐項目。此反應爐是可完全整合的反應爐模組,具有內部冷却系統,燃料棒更換週期為2年,可產生385百萬瓦(MWt) 的熱和大約125百萬瓦 (MWe) 的電力。此外,它還具有一些{{le|被動式核安全|Passive nuclear safety}}特性,且可安裝在地面之下。<ref name=iaea-20171002>{{cite web |url=https://gnssn.iaea.org/NSNI/SMRP/Shared%20Documents/TM%202%20-%205%20October%202017/Specific%20Design%20Consideration%20of%20ACP100%20for%20Application%20in%20the%20Middle%20East%20and%20North%20Africa%20Region.pdf |title=Specific Design Consideration of ACP100 for Application in the Middle East and North Africa Region |publisher=CNNC |date= 2017-10-02 |access-date=2019-07-22}}</ref><ref>{{Cite web|title=China approves construction of demonstration ACP100 – Nuclear Engineering International|url=https://www.neimagazine.com/news/newschina-approves-construction-of-demonstration-acp100-8803288|access-date=2021-10-28|website=www.neimagazine.com}}</ref> |
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使用飛輪儲能是那些在很短的時間內需要非常高功率的突發應用,例如[[托卡馬克]](用於核融合的環磁機)<ref>{{cite web|title=Joint European Torus facility – Flywheel details|url=http://www.efda.org/2011/10/775-tons-of-steel/|access-date=18 January 2014|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20140201124209/http://www.efda.org/2011/10/775-tons-of-steel/|archive-date=2014-02-01}}</ref>和雷射實驗。 |
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==核能發電廠== |
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{{模板:中國核電站分布圖}} |
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[[File:Heihe-tengchong-line.svg|thumb|中國位於[[黑河—騰衝線]]以西的部分(黃色)缺乏足夠的水為傳統核子反應爐做冷卻用途。]] |
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飛輪儲能機目前也以柴油機不間斷電源的形式使用,為不間斷電源系統(例如大型資料中心中的)提供資料傳輸過程中所需的電力- <ref>{{cite web |url=http://www.thewhir.com/web-hosting-news/010810_Terremark_Installs_Space_Saving_Flywheel_UPS_in_New_Data_Center |title=Terremark Installs Space-Saving Flywheel UPS in New Data Center |author=David Hamilton |date=2010-01-08 |website=Web Host Industry Review |access-date=2010-11-16 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20100428165248/http://www.thewhir.com/web-hosting-news/010810_Terremark_Installs_Space_Saving_Flywheel_UPS_in_New_Data_Center |archive-date=2010-04-28}}</ref>即相對少量的主電源斷電和備用電源(例如柴油發電機)啟動之前的極短時間所需。 |
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中國大多數核能發電廠均位於沿海地區,通常使用海水直流的方式進行冷却。 《[[紐約時報]]》報導稱中國將許多核能發電廠建在大城市附近,而人們擔心一旦發生事故,可能有數千萬人會受到輻射的影響。<ref name=nyt-20091215/>鄰近大亞灣核電廠和嶺澳核電廠,在75公里半徑內約有2,800萬人口,[[香港]]也包括在內。<ref name=Declanbutler>{{cite journal -04-21|url=http://www.nature.com/news/2011/110421/full/472400a.html |title=Reactors, residents and risk |author=Declan Butler |date=2011 |journal=Nature |volume=472 |issue=7344 |pages=400–1 |doi=10.1038/472400a |pmid=21525903 |s2cid=4371109 |access-date=2011-04-22 |archive-url=https://web.archive.org/web/20110424042500/http://www.nature.com/news/2011/110421/full/472400a.html |archive-date=2011-04-24 |url-status=live }}</ref> |
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這個解決方案已在[[亞速爾群島]]中的Graciosa及Flores兩個島嶼實施。<ref>{{cite web|url=http://www.eda.pt|title=EDA – Electricidade dos Açores|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20071128050358/http://www.eda.pt/|archive-date=2007-11-28}}</ref>該系統使用18百萬瓦/秒功率的飛輪來改善電能品質,而增加使用再生能源。這些系統被設計用來平順電力供應的瞬態波動,而無法用於應付超過幾天的停電。 |
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===未來項目=== |
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在福島事故發生,以及隨之而來的新核能發電廠審批暫停後,國務院於2012年10月通過的目標是到2020年的新設裝置容量達到60吉瓦,有30吉瓦設施在興建中。中國於2015年設定的核能發電目標為到2030年的裝置容量達到150吉瓦,佔全國總發電量近10%,到2050年的裝置容量達到240吉瓦,佔總發電量的15%。 |
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澳洲的Powercorp公司持續在開發使用風力發電機、飛輪和低負載柴油機 (LLD) 技術的應用,盡力提高小型電網的風力發電量。安裝在[[西澳大利亞州]]珊瑚灣的系統使用風力發電機以及飛輪控制系統和LLD。飛輪技術使風力發電機有時能夠提供珊瑚灣95%的能源供應,年總風能發電滲透率達到45%。<ref>{{cite web |url=https://www.energystorageexchange.org/projects/756 |title=Coral Bay PowerStore Flywheel Project |work=DOE Global Energy Storage Database |access-date=2017-08-26 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20170826071853/https://www.energystorageexchange.org/projects/756 |archive-date=2017-08-26}},</ref> |
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然而中國核能發電廠建設計畫在從2016年到2018年期間再度中斷,在此兩年中無新的批准案件。中國建造AP1000和歐洲壓水反應爐的延誤,加上AP1000設計者西屋電器公司在美國宣告破產,為未來發展的方向帶來不確定性。此外由於中國有些地區的發電量有過剩現象,在中國政府逐步放開發電產業的同時,電價是否能讓核能發電有利可圖,變得越來越不確定。<ref name=nei-20170810>{{cite news |url=http://www.neimagazine.com/opinion/opinionnuclear-in-china-why-the-slowdown-5896525/ |title=Nuclear in China – why the slowdown? |last1=Kidd |first1=Steve |publisher=Nuclear Engineering International |date=2017-08-10 |access-date=2017-12-30 |archive-url=https://web.archive.org/web/20171230172243/http://www.neimagazine.com/opinion/opinionnuclear-in-china-why-the-slowdown-5896525/ |archive-date=2017-12-30 |url-status=live }}</ref><ref name=timesofoman-20180115>{{cite news |url=http://timesofoman.com/article/126077 |title=So close yet so far: China deal elusive for France's Areva |author=David Stanway, Geert De Clercq |newspaper=Times of Oman |date=2018-01-15 |access-date= 2018-02-12 |archive-url=https://web.archive.org/web/20180213195124/http://timesofoman.com/article/126077 |archive-date=2018-02-13}}</ref> |
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===氫=== |
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一項於2018年刊載在期刊《國際核子工程(Nuclear Engineering International)》上的分析報告顯示中國於2030年的裝置容量可能低於計劃的90吉瓦。<ref name=nei-20180801>{{cite news |url=http://www.neimagazine.com/opinion/opinionnuclear-in-china-where-is-it-heading-now-6275899/ |title=Nuclear in China – where is it heading now? |last1=Kidd |first1=Steve |publisher=Nuclear Engineering International |date= 2018-08-01 |access-date=2018-09-15 |archive-url=https://web.archive.org/web/20180915192236/http://www.neimagazine.com/opinion/opinionnuclear-in-china-where-is-it-heading-now-6275899/ |archive-date=2018-09-15 |url-status=live }}</ref>截至2023年,中國已有核能發電容量52吉瓦在營運中,在建的容量有21吉瓦(見本文下表) |
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{{main|氫經濟|儲氫}} |
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{{see also|{{le|聯合循環氫發電廠|Combined cycle hydrogen power plant}}}} |
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氫正被開發為一種電能儲存介質 -<ref name="RSC" /><ref name=RSC2>{{cite web|title=Fuel cell electric vehicles and hydrogen infrastructure: status 2012|url=https://www.researchgate.net/publication/233987484|last1=Eberle|first1=Ulrich|first2=Bernd|last2=Mueller|first3=Rittmar|last3=von Helmolt|publisher=[[Royal Society of Chemistry]]|date=2012-07-15|access-date=2013-01-08|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20140209172012/http://www.researchgate.net/publication/233987484_Fuel_cell_electric_vehicles_and_hydrogen_infrastructure_status_2012?ev=prf_pub|archive-date=2014-02-09}}</ref>先產生氫氣,然後壓縮或液化,低溫儲存在-252.882°C狀態,然後轉換回電能或熱量。氫可用作可攜式(車輛)或固定式發電的燃料。氫的優點(相較於抽水蓄能和電池)在於它是一種高能量密度燃料。<ref name="RSC2" />就資本支出而言,由水力發電的電力,將水分解出的{le|綠氫|Green hydrogen}}是一種比抽水蓄能發電或電池更經濟,長期再生能源儲存方式。<ref name="Schrotenboer">{{Cite journal |last1=Schrotenboer |first1=Albert H. |last2=Veenstra |first2=Arjen A.T. |last3=uit het Broek |first3=Michiel A.J. |last4=Ursavas |first4=Evrim |date=October 2022 |title=A Green Hydrogen Energy System: Optimal control strategies for integrated hydrogen storage and power generation with wind energy |url=https://pure.rug.nl/ws/portalfiles/portal/230184233/1_s2.0_S1364032122006323_main.pdf |journal=Renewable and Sustainable Energy Reviews |language=en |volume=168 |pages=112744 |doi=10.1016/j.rser.2022.112744|s2cid=250941369 }}</ref><ref name="Lipták">{{Cite news |last=Lipták |first=Béla |date=2022-01-24 |title=Hydrogen is key to sustainable green energy |work=Control |url=https://www.controlglobal.com/home/article/11288951/hydrogen-is-key-to-sustainable-green-energy |access-date= 2023-02-12}}</ref> |
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《[[彭博社]]》報導稱2020年[[全國人民代表大會]]通過於未來,每年建造6至8座反應爐,彭博社認為可能採用的均為華龍一號設計。<ref name=bl-20200601>{{cite news |url=https://www.bloomberg.com/news/articles/2020-06-01/china-to-dominate-nuclear-as-beijing-bets-on-homegrown-reactors |title=China to Dominate Nuclear as Beijing Bets on Homegrown Reactors |website=Bloomberg News |date=2020-06-01 |access-date=4 June 2020}}</ref>中國於2019年制定到2035年,核能發電新目標裝置容量達到200吉瓦,佔總發電量2,600吉瓦中的7.7%。<ref name=wnn-20200224/> |
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氫氣可運用蒸汽將天然氣重整,或將水電解成氫氣和氧氣來生產(參見{{le|氫氣生產|Hydrogen production}})。重整天然氣會產生副產品[[二氧化碳]]。{{le|高溫電解| High temperature electrolysis}}和{{le|高壓電解|high pressure electrolysis}}可提高氫氣生產效率。然後在[[內燃機]]或[[燃料電池]]中將氫轉換為電能。 |
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===獨立電力生產商=== |
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第一個成功獲利的大型商業項目是大亞灣核電廠,由香港[[中電集團]]持股25%,70%的電力提供香港使用,佔香港電力供應的20%。 |
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在儲氫中,從交流電到交流電的轉換效率被證明約為20%至45%,因此有經濟上的限制。<ref name="RSC2" /><ref name=anscombe />購電和售電之間的價格比率必須至少與效率成正比才能在經濟上可行。氫燃料電池可快速響應,以糾正電力需求或供應的快速波動並調節頻率。氫氣能否能利用既有的天然氣基礎設施取決於管線材料、接頭標準和儲存槽的承受壓力程度。<ref>{{Cite web|url=http://www.bartlett.ucl.ac.uk/energy/research/themes/energy-systems/hydrogen/dodds-demoullin-2013-gas-network-conversion|archive-url=http://arquivo.pt/wayback/20160516103851/http://www.bartlett.ucl.ac.uk/energy/research/themes/energy-systems/hydrogen/dodds-demoullin-2013-gas-network-conversion |url-status=dead |title=Conversion of the UK gas system to transport hydrogen|archive-date=16 May 2016}}</ref> |
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為取得到2020年核能發電量達80吉瓦目標所需資金,中國開始向中國五大電力公司出讓核電項目的部分股權: |
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儲氫所需的設備有電解裝置、氫氣壓縮機或液化器以及儲存槽。 |
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*[[中國華能集團]]、 |
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*[[中國華電集團]]-[[福建省]]福清核電站2、3號機組 |
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*[[中國大唐集團]]、 |
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*中國電力投資集團公司-[[江西省]]彭澤核電廠 |
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*[[中國國電集團]] |
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生物氫是一種正在研究的方式,利用生物質生產氫氣。 |
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前述五大電力公司與中國核工業集團和中國廣核集團這一樣,都是[[國務院國有資產監督管理委員會|國資委]]之下的國有[[中央企業]]。然而這五大電力公司的不同之處是它們在香港設有上市子公司,並擁有廣泛的[[地熱能]]、[[水力發電|水力]]和[[風能]]發電投資組合。 |
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微型熱電聯產(microCHP)可使用氫氣作為燃料。 |
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===中國核電站概要=== |
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有關每個反應器的詳細信息,請參閱{{le|全球商用核反應爐列表#中國|List of commercial nuclear reactors#China}}。 |
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一些核電廠有可能從與氫氣生產的共生中受益。高溫(950至1,000°C)氣冷第四代核反應爐具有利用硫-碘循環中的核熱,透過熱化學方式從水電解氫氣的潛力。第一個商業反應爐預計將於2030年建成。 |
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{| class="wikitable sortable mw-datatable" style="text-align:right" |
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|+ 中國核電站概要<ref>{{cite web |title=China Nuclear Power {{!}} Chinese Nuclear Energy – World Nuclear Association |url=http://www.world-nuclear.org/information-library/country-profiles/countries-a-f/china-nuclear-power.aspx |website=www.world-nuclear.org |access-date=2018-06-15 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160208214243/http://www.world-nuclear.org/information-library/country-profiles/countries-a-f/china-nuclear-power.aspx |archive-date=2016-02-08 |url-status=live }}</ref><ref name=priscountrydetail /> |
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於加拿大[[紐芬蘭-拉布拉多省]]的一個偏遠社區拉米亞(Ramea)在2007年啟動一項使用風力發電機和氫氣製造機的社區試點計畫。<ref>{{cite web|first=Morel|last=Oprisan|publisher=IEA Wind – KWEA Joint Workshop|date=April 2007|url=http://www.ieawind.org/wnd_info/KWEA_pdf/Oprisan_KWEA_.pdf|title=Introduction of Hydrogen Technologies to Ramea Island|access-date=2017-02-02 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20160730110344/http://www.ieawind.org/wnd_info/KWEA_pdf/Oprisan_KWEA_.pdf|archive-date=2016-07-30}}</ref>[[挪威]]小島市烏齊拉 (Utsira) 從2004年起即持續進行類似的計畫。 |
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! rowspan=2| Nuclear power plant !! colspan="2" | operational reactors !! colspan="2" style="background:#FFFFCC" | reactors under construction !! colspan="2" style="background:#CCFFFF" | reactors planned !! colspan=2| total |
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====地下儲氫==== |
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所謂地下儲氫是在洞穴、鹽丘內和枯竭油氣田儲存氫的做法。<ref name="RSC" /><ref>{{cite web |author1=Olaf Kruck |author2=Fritz Crotogino |date=2013-08-14 |url=http://www.hyunder.eu/wp-content/uploads/2016/01/D3.3_Benchmarking-of-selected-storage-options.pdf |title=Benchmarking of selected storage options |work=HyUnder}}</ref>[[英國]][[帝國化學工業]]公司 (ICI) 已在洞穴中儲存大量氣態氫多年,尚未遇到任何困難。<ref>{{cite web |url=http://www.hyweb.de/Knowledge/Ecn-h2a.html |author1=Reinhold Wurster |author2=Werner Zittel |title=Hydrogen Energy |work=HyWeb – The LBST Information Portal on Hydrogen and Fuel Cells |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20040102122446/http://www.hyweb.de/Knowledge/Ecn-h2a.html |archive-date=2004-01-02}}</ref>一項歐洲名為Hyunder<ref>{{cite web |url=http://www.hyunder.eu/ |title=Why storing large scale intermittent renewable energies with hydrogen? |work=HyUnder |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20131111061655/http://www.hyunder.eu/ |archive-date=2013-11-11}}</ref>的計畫於2013年表示,為儲存風能和太陽能產生的的電力,因為抽水蓄能和壓縮空氣儲能系統容量不足。需要額外尋覓85個洞穴使用。<ref>{{Cite web|url=http://www.hyunder.eu/images/Presentations%20EUSEW/2%20HyUnder%20EUSEW%20workshop%20Luis%20Correas.pdf|title=Storing renewable energy: Is hydrogen a viable solution?}}</ref> |
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! units !! net capacity<br /> (百萬瓦) !! units !! net capacity<br /> (百萬瓦) !! units !! net capacity<br /> (百萬瓦) !! units !! net capacity<br /> (百萬瓦) |
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====電力轉燃氣==== |
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| align=left | {{le|廣西白龍核電項目|Guangxi Bailong Nuclear Power Project|白龍}} || colspan=2 {{sdash}} || colspan=2 {{sdash}} ||6||6,600||6||6,600 |
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電力轉燃氣是將電能轉化為氣體燃料的技術。有兩種方法,第一種利用電力進行水分解,並將產生的氫氣注入天然氣管道網絡。第二種方法(效率較低)是利用電解和[[薩巴捷反應]]將二氧化碳和水轉化為[[甲烷]](參見[[天然氣]])。風力發電機或太陽能光電模組產生的多餘電力或非高峰電力可經此利用而達負載平衡。燃料電池製造商Hydrogenics和天然氣分銷商Enbridge聯手在加拿大利用現有的天然系統供氫氣使用,開發這樣的電力轉天然氣系統。<ref name="anscombe">{{cite news|last=Anscombe|first=Nadya|title=Energy storage: Could hydrogen be the answer?|url=http://www.solarnovus.com/energy-storage-could-hydrogen-be-the-answer_N5028.html|access-date=2012-11-03|newspaper=Solar Novus Today|date=2012-06-04|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20130819022518/http://www.solarnovus.com/energy-storage-could-hydrogen-be-the-answer_N5028.html|archive-date=2013-08-19}}</ref> |
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| align=left | [[昌江核電站|昌江]] || 2 || 1,202 || 3 || 2,400 || colspan=2 {{sdash}} || 5 || 3,602 |
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所謂氫氣管道儲存指的是使用天然氣網路儲存氫氣。德國天然氣網路在改用天然氣之前,供城市煤氣使用,這類氣體大部分成分是氫氣。德國天然氣管網的儲存能力超過200,000吉瓦時,足以滿足幾個月的能源需求。而德國所有抽水蓄能電站的裝置容量僅40吉瓦時左右。透過天然氣網路傳輸能量的損失 (<0.1%) 比電力網路 (8%) 少得多<ref>{{cite journal |last1= Okoroafor |first1=Esuru Rita |last2= Saltzer |first2=Sarah D. |year=2022-09-15|url=https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0360319922033584 |title=IToward underground hydrogen storage in porous media: Reservoir engineering insights |journal=International Journal of Hydrogen Energy |volume=47 |issue=79 |page=33781-33802 |doi=https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.07.239 |pmc=|pmid=|accessdate=2024-06-02}}</ref>[[歐洲執行委員會]]之下的整合專案NaturalHy正研究利用現有天然氣管道儲存氫氣。<ref>{{cite web |url=http://www.naturalhy.net/docs/Naturalhy_Brochure.pdf |title=Preparing for the Hydrogen Economy by Using the Existing Natural Gas System as a Catalyst |publisher=Naturalhy |date=October 2009 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20120118102741/http://www.naturalhy.net/docs/Naturalhy_Brochure.pdf |archive-date=2012-01-18}}</ref> |
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| align=left | [[中國實驗快堆|CEFR]] || 1 || 20 || colspan=2 {{sdash}} || colspan=2 {{sdash}} ||1 || 20 |
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====將電力轉為氨的概念==== |
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此概念提供一種無碳能源儲存的方式。當低碳電力生產過剩時,可用來製造[[氨]]燃料。先用電力將水分解成氫氣和氧氣,然後使用高溫和高壓將空氣中的[[氮]]氣與氫氣結合而產生氨。液體氨與[[丙烷]]類似,氨與單獨的氫氣不同,後者很難在壓力下以氣體形式儲存,也很難低溫液化,在-253°C下儲存。 |
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| align=left | [[大亞灣核電廠|大亞灣]] || 2 || 1,888 || colspan=2 {{sdash}} || colspan=2 {{sdash}} || 2 || 1,888 |
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儲存的氨可用作運輸和發電的內燃機燃料,或用於燃料電池,與天然氣相同。<ref>{{cite journal|title=Ammonia as a Suitable Fuel for Fuel Cells|first1=Rong|last1=Lan|first2=Shanwen|last2=Tao|date=2018-05-05|journal=Frontiers in Energy Research|volume=2|doi=10.3389/fenrg.2014.00035|doi-access=free}}</ref>一個標準60,000立方米液氨罐含有約211吉瓦時(GWh)的能量,相當於大約30座風力發電機機的年發電量。氨是乾淨能源:燃燒後釋放水和氮氣,並不釋放二氧化碳,幾乎不釋放氮氧化物。氨除作為能源載體之外另有多種用途 - 生產許多化學物質,最常見的是肥料。<ref>{{cite web|last1=Service|first1=Robert F.|date=2018-07-12|title=Ammonia—a renewable fuel made from sun, air, and water—could power the globe without carbon|url=https://www.science.org/content/article/ammonia-renewable-fuel-made-sun-air-and-water-could-power-globe-without-carbon|access-date=2021-04-15|website=Science {{!}} AAAS|language=en}}</ref>鑑於這種靈活性,以及其安全運輸、分配和使用的基礎設施已經存在,使得氨成為未來一種大規模、非碳能源載體的良好候選者。 |
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| align=left | [[防城港核電站|防城港]] || 3 || 3,090 || 1 || 1,090 || 2 || 2,200 || 6 || 6,380 |
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===水力發電=== |
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| align=left | [[方家山核電站|方家山]] || 2 || 2,024 || colspan=2 {{sdash}} || colspan=2 {{sdash}} || 2 || 2,024 |
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====抽水蓄能發電==== |
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{{main|抽水蓄能電站}} |
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| align=left | [[福清核電站|福清]] || 6 || 6,000 || colspan=2 {{sdash}} || colspan=2 {{sdash}} || 6 || 6,000 |
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[[File:Taiwan Power Ccopany Mingtan Power Station.JPG|thumb|位於[[台灣]][[南投縣]]的[[明潭發電廠抽蓄機組]]。 ]] |
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| align=left | [[海陽核電站|海陽]] || 2 || 2,300 || 2 || 2,300 || 2 || 2,300 || 6 || 6,900 |
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全球抽水蓄能發電裝置容量於2008年為104吉瓦,<ref name=eia>{{cite web |url=http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=2&pid=82&aid=7&cid=regions&syid=2004&eyid=2008&unit=MK |title=International Energy Statistics |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20111003141252/http://www.eia.gov/cfapps/ipdbproject/iedindex3.cfm?tid=2&pid=82&aid=7&cid=regions&syid=2004&eyid=2008&unit=MK |archive-date=2011-10-03}}</ref>而有其他來源聲稱為127吉瓦,這種儲能方式佔所有電網儲能中的絕大多數 - 其他類型的總和僅為約數百百萬瓦。<ref name="epri">{{cite web |author=Rastler |display-authors=etal |url=http://my.epri.com/portal/server.pt?Abstract_id=000000000001020676 |title=Electric Energy Storage Technology Options: A White Paper Primer on Applications, Costs, and Benefits |website=[[EPRI]] |archive-url=https://web.archive.org/web/20110817202300/http://my.epri.com/portal/server.pt?Abstract_id=000000000001020676 |archive-date=2011-08-17 |format=(Free download) |year=2010 |access-date=2011-09-30}}</ref> |
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| align=left | [[紅沿河核電站|紅沿河]] || 6 || 6,366 || || || colspan=2 {{sdash}} || 6 || 6,366 |
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許多地方使用抽水蓄能水力發電以平衡日常發電負荷 - 在非尖峰時段和週末,利用煤炭或核能的多餘基本負載容量將水抽送到高處的蓄水庫。這種儲能方式通常在負載高峰時段能快速滿足瞬時高峰需求。抽水蓄能可將消耗能源中約70%至85%回收,是目前最具成本效益的大型電力儲存形式。<ref>{{cite web |url=http://www.electricitystorage.org/technology/storage_technologies/pumped_hydro/ |title=Pumped Hydro (PH) |website=Electricity Storage Association |access-date=2013-03-26 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20130315123945/http://www.electricitystorage.org/technology/storage_technologies/pumped_hydro |archive-date=2013-03-15}}</ref>抽水蓄能的主要問題是它通常需要附近有兩個高度不同的水庫,且需大筆資本支出。<ref>{{cite web |title=Pumped Hydroelectric Energy Storage |url=http://www.doc.ic.ac.uk/~matti/ise2grp/energystorage_report/node6.html |publisher=Imperial College London |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20071029024441/http://www.doc.ic.ac.uk/~matti/ise2grp/energystorage_report/node6.html |archive-date=2007-10-29}}</ref> |
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| align=left | [[太平嶺核電站|惠州太平嶺]] || colspan=2 {{sdash}} || 2 || 2,232 || 2 || 2,200 || 4 || 4,432 |
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抽蓄發電系統具有高度可調度性,能快速上線(通常在15秒內),<ref name=Dinorwig>{{cite web |url=http://www.fhc.co.uk/dinorwig.htm |title=First Hydro Dinorwig Power Station |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20160512031732/http://www.fhc.co.uk/dinorwig.htm |archive-date=2016-05-12}}</ref>使得這些系統能夠非常有效調節消費者電力需求的變化。全球運轉中的抽水蓄能發電裝置容量超過90吉瓦,約佔全球瞬時發電量的3%。抽水蓄能系統,例如位於英國[[威爾斯]]的{{le|蒂諾威格發電站|Dinorwig Power Station}},具有五到六個小時的發電能力,<ref name=Dinorwig/>可用來平順電力的變化。 |
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| align=left | [[嶺澳核電站|嶺澳]] || 4 || 3,914 || colspan=2 {{sdash}} || colspan=2 {{sdash}} || 4 || 3,914 |
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另一例是[[中國]][[浙江省]]的[[天荒坪抽水蓄能電站]](裝置容量1,836百萬瓦),水庫容量為800萬立方公尺,垂直距離為600米(1,970英尺) 。水庫可提供約13吉瓦時的[[重力位能]](其中約80%可轉為電能),約佔中國日常用電量的2%。<ref>{{Cite web|url=https://www.cia.gov/library/publications/the-world-factbook/print/ch.html|archive-url=https://web.archive.org/web/20080813072716/https://www.cia.gov/library/publications/the-world-factbook/print/ch.html |url-status=dead |title=CIA – The World Factbook – China|archive-date=2008-08-13}}</ref> |
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| align=left | [[陸豐核電站|陸豐]] || colspan=2 {{sdash}} || 2 || 2,200 || 4 || 5,500 || 6 || 6,600 |
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一個利用抽水蓄能的新概念是將風能或太陽能產生的電力用來抽水。風力發電機或太陽能光電模組直接驅動水泵或可使這一過程更為有效,但效果有限 - 風能和太陽能發電僅在有風之日,或日間才能發揮作用。 於2013年發表的一項研究顯示住戶屋頂太陽能熱水器與現有抽水蓄能設施結合,可取代[[福島第一核電廠事故|福島第一核電廠]]損失的核能發電量。<ref>{{Cite journal |last1=Stoll |first1=B L |last2=Smith |first2=T A |last3=Deinert |first3=M R |date=2013-03-01 |title=Potential for rooftop photovoltaics in Tokyo to replace nuclear capacity |journal=Environmental Research Letters |volume=8 |issue=1 |pages=014042 |doi=10.1088/1748-9326/8/1/014042 |bibcode=2013ERL.....8a4042S |s2cid=56317922 |issn=1748-9326|doi-access=free }}</ref> |
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| align=left | [[寧德核電站|寧德]] || 4 || 4,072 || colspan=2 {{sdash}} || 2 || 2,200 || 6 || 6,272 |
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====水力發電大壩==== |
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[[File:FeiCueiReservoir.jpg|thumb|位於台灣[[新北市]]的{{le|翡翠水壩|Feicui Dam}}。]] |
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| align=left | 彭澤核電廠(彭澤)|| colspan=2 {{sdash}} || colspan=2 {{sdash}} || 2 || 2,200 || 2 || 2,200 |
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具有大型水庫的水力發電大壩也可在需求高峰時提供尖峰負載發電。在需求低的時期,水儲存在水庫中,到需求高時才放水發電。淨效應與抽水蓄能相同,但沒有抽水所需的電力。發電廠根據水庫容量,可提供每日、每週或季節性負荷追蹤。 |
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| align=left | [[秦山核電廠|秦山]] || 7 || 4,110 || colspan=2 {{sdash}} || colspan=2 {{sdash}} || 7 || 4,110 |
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許多現存的水力發電大壩相當古老(例如[[胡佛水壩]]建於1930年代),其設計比新型間歇性能源如風能和太陽能發電早了幾十年。最初建造用於提供基本負載電力的水力發電大壩將根據進入水庫的平均水流量來確定發電機的大小。增建額外的發電機可讓這樣的大壩增加峰值功率輸出能力,而增加其作為虛擬電網儲能單元運作的能力。<ref name="burec_hydro">{{Cite web|url=http://www.usbr.gov/power/edu/pamphlet.pdf|title=Hydroelectric Power|publisher=[[United States Bureau of Reclamation]]|access-date=2008-10-13|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20081021182534/http://www.usbr.gov/power/edu/pamphlet.pdf|archive-date=2008-10-21}}</ref><ref name="sccpa_hoover">{{Cite web|url=http://www.scppa.org/hoover.htm |title=SCPPA Hoover Project Page |publisher=[[Southern California Public Power Authority]] |access-date=2008-10-13 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20080927000656/http://www.scppa.org/hoover.htm |archive-date=2008-09-27 }}</ref>[[美國墾務局]]報告稱將現有水壩升級,投資成本為每千瓦容量69美元,<ref name="burec_hydro"/>相較之下,燃油尖峰負載發電機每千瓦容量的投資成本超過400美元。雖然升級後的水力發電大壩不會直接儲存別種發電機組的多餘發電量,但它的行為等效於在別種發電機組的高輸出期間累積自己的燃料(將流入的河水儲存)。升級後的大壩充當虛擬電網儲存單元,是最有效的能源儲存形式之一,因為它沒抽水損耗(抽水消耗的電力),所損失的是水庫中增加的蒸發和洩漏數量。 |
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| align=left | [[三澳核電站|三澳]]<ref name=WNN_sanao>{{cite news |title=Construction of new Chinese power plant begins : New Nuclear – World Nuclear News |url=https://www.world-nuclear-news.org/Articles/Construction-of-new-Chinese-power-plant-begins |access-date=2021-01-05 |work=www.world-nuclear-news.org}}</ref> || colspan=2 {{sdash}} || 2 || 2,200 || 4 || 4,400 || 6 || 6,600 |
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大型水庫的大壩可透過控制河流流量以及提高或降低水位幾公尺來儲存和釋放相應大量的能量。水庫排放通常受到政府監管的[[水權]]的約束,以控制對河流下游的影響。例如在某些電網,[[基本負載發電廠]]中的火力發電廠、核能發電廠或風力發電機已在夜間產生過剩電力,無論是否發電,水壩仍需要釋放足夠的水以維持河流水位。反過來,尖峰發電容量則有限制,如果超過,可能會導致河流每天氾濫幾個小時。<ref>{{cite web|url=http://www.rethinkingwater.ca/water_use_plans.html|title=Rethinking our Water Ways - 5.3 Water Use Plans|website=www.rethinkingwater.ca|access-date=2018-05-05|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20171005190830/http://www.rethinkingwater.ca/water_use_plans.html|archive-date=2017-10-05}}</ref> |
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| align=left | [[三門核電站|三門]] || 2 || 2,314 || 2 || 2,314 || || || 4 || 4,628 |
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===超導磁儲能=== |
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| align=left | [[石島灣核電廠|石島灣]] || 1 || 200 || 2 || 2,800 || colspan=2 {{sdash}} || 3 || 3,000 |
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{{main|超導磁儲能}} |
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| align=left | [[台山核電廠|台山]] || 2 || 3,320 || colspan=2 {{sdash}} || colspan=2 {{sdash}} || 2 || 3,320 |
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[[超導磁儲能]](SMES)利用超導線圈中的直流電所產生的磁場來儲存能量。該線圈經過低溫處理,使其溫度降至低於超導臨界溫度。典型的SMES系統包括三個部分:超導線圈、功率調節系統和低溫製冷機。超導線圈一旦充電,電流就不會衰減,磁能可以無限期儲存。線圈放電後可將儲存的能量釋放回網路。功率調節系統使用[[逆變器]]/[[整流器]]將交流 (AC) 電源轉換為直流電源或將直流電源轉換回交流電源。逆變器/整流器在每個方向上約有2-3%的能量損失。SMES在儲能過程中損失的電力較其他儲能方式均少。 SMES系統效率高,往返效率大於95%。但其高成本是這種儲能法商業化的主要限制。 |
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| align=left | [[湖南桃花江核電廠|桃花江]] || colspan=2 {{sdash}} || colspan=2 {{sdash}} || 4 || 4,400 || 4 || 4,400 |
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SMES在冷卻的能量需求以及能儲存總能量的限制,目前僅用於短期能量儲存。因此最常用於改善電能品質。如果將此用於公用事業,將會用於晝夜儲存設備,在夜間利用基本負載電力充電,於白天釋放,滿足尖峰負載。 |
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| align=left | [[田灣核電站|田灣]] || 6 || 6,080 || 2 || 2,200 || colspan=2 {{sdash}} || 8 || 8,280 |
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此儲能方式要實用化,仍有重大的技術挑戰需要克服。 |
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| align=left | [[咸寧核電站|咸寧]] || colspan=2 {{sdash}} || colspan=2 {{sdash}} || 2 || 2,200 || 2 || 2,200 |
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===熱能=== |
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{{main|{{le|熱能儲存|Thermal energy storage}}}} |
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| align=left | [[霞浦核電站|霞浦]] || colspan=2 {{sdash}} || 2 || 1,000 || colspan=2 {{sdash}} || 2 || 1,000 |
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在[[丹麥]],直接大規模儲存電力被認為成本太過昂貴,但該國已大量使用現有的挪威水力發電。相反的,利用現有的連接區域供暖系統的熱水儲存槽,通過電極加熱或熱泵加热則被視為更可行的方法。 儲存的熱量然通過區域供暖管道輸送到住宅。 |
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| align=left | [[徐大堡核電站|徐大堡]] || colspan=2 {{sdash}} || 2 || 2,200 || 2 || 2,300 || 4 || 4,500 |
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[[熔鹽]]可用來儲存{{le|太陽熱能塔|Solar power tower}}收集的熱量,以便在惡劣天氣或夜間用於發電。<ref>[http://www.sandia.gov/Renewable_Energy/solarthermal/NSTTF/salt.htm Advantages of Using Molten Salt] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110605094349/http://www.sandia.gov/Renewable_Energy/solarthermal/NSTTF/salt.htm |date=2011-06-05 }} Tom Mancini, Sandia National Laboratories, Albuquerque, NM Accessed December 2007</ref> |
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| align=left | [[陽江核電站|陽江]] || 6 || 6,120 || colspan=2 {{sdash}} || colspan=2 {{sdash}} || 6 || 6,120 |
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可將建築物供暖和製冷系統透過熱能儲存在大型或是專用儲熱罐中。這種熱儲存可在非尖峰時段增加能耗(升高儲能)並在電力高價的尖峰時段降低能耗(將儲能釋放)來提供負載轉移,甚至更複雜的輔助服務。<ref>{{cite journal |last1=Lee |first1=Zachary E. |first2=Qingxuan |last2=Sun |first3=Zhao |last3=Ma |first4=Jiangfeng |last4=Wang |first5=Jason S. |last5=MacDonald |first6=K. Max |last6=Zhang |title=Providing Grid Services With Heat Pumps: A Review |journal=Journal of Engineering for Sustainable Buildings and Cities |date=Feb 2020 |volume=1 |issue=1 |doi=10.1115/1.4045819 |s2cid=213898377 |url=https://escholarship.org/uc/item/4w97v0wb |doi-access=free }}</ref>例如可利用非高峰電力來製冰,然後儲存。儲存的冰可用於建築物的空氣調節。其他的如儲存的冰用於冷卻燃氣渦輪發電機的進氣,提高峰值發電能力和峰值效率。 |
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| align=left | [[漳州核電站|漳州]] || colspan=2 {{sdash}} || 2 || 2,200 || 4 || 4,400 || 6 || 6,600 |
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抽熱蓄熱電力儲能系統( pumped-heat electricity storage)使用高度可逆的熱機/熱泵在兩個儲存容器之間泵送熱量,加熱一個並冷卻另一個。正在開發該系統的英國工程公司Isentropic聲稱潛在的電力輸入到電力輸出往返效率可達72-80%。<ref name=Isentropic>{{cite web|title=Isentropic's PHES Technology|url=http://www.isentropic.co.uk/our-phes-technology|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20141010160418/http://www.isentropic.co.uk/our-phes-technology|archive-date=2014-10-10}}</ref> |
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! Total <!--PLEASE UPDATE THESE TOTALS WHEN CHANGING THE TABLE--> |
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| style="background:#EEEEEE" | '''55''' <!-- number operational --> |
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[[卡諾電池]]可將電能儲存在熱量中,並透過熱力學循環將儲存的熱量轉換回電能。最近許多研究項目對此概念進行調查和發展。<ref name="DumontFrate2020">{{cite journal | last1=Dumont | first1=Olivier | last2=Frate | first2=Guido Francesco | last3=Pillai | first3=Aditya | last4=Lecompte | first4=Steven | last5=De paepe | first5=Michel | last6=Lemort|first6=Vincent | title=Carnot battery technology: A state-of-the-art review | journal=Journal of Energy Storage|volume=32|year=2020|pages=101756 | issn=2352-152X|doi=10.1016/j.est.2020.101756| s2cid=225019981 }}</ref>此類系統的優點之一是大規模和長期儲熱的成本可能比其他儲存技術低得多。 |
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| style="background:#EEEEEE" | '''53,020'''<!-- capacity operational --> |
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| style="background:#FFFFCC" | '''24''' <!-- number in construction --> |
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===固體質量重力位能儲存=== |
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| style="background:#FFFFCC" | '''25,136'''<!-- capacity in construction --> |
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{{main|{{le|能量儲存#固體質量重力|Energy storage § Solid mass gravitational}}}} |
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| style="background:#CCFFFF" | '''41''' <!-- number planned --> |
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| style="background:#CCFFFF" | '''47,100'''<!-- capacity planned --> |
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方案中有將較大的固體質量往上移動來儲存能量。這可在舊礦井內<ref>{{Cite web|url=http://www.theguardian.com/environment/2019/oct/21/how-uks-disused-mine-shafts-plan-to-store-renewable-energy|title=How UK's disused mine shafts could be used to store renewable energy|date=2019-10-21|website=The Guardian}}</ref>或在專門建造的塔中實現,重物被絞起,經受控下降時以釋放能量。<ref>{{Cite web|last=Gourley|first=Perry|date=2020-08-31|title=Edinburgh firm behind incredible gravity energy storage project hails milestone|url=https://www.edinburghnews.scotsman.com/business/edinburgh-firm-behind-incredible-gravity-energy-storage-project-hails-milestone-2955863|access-date=2020-09-01|website=www.edinburghnews.scotsman.com|language=en}}</ref><ref name="quartz">{{cite news |title=Stacking concrete blocks is a surprisingly efficient way to store energy |author=Akshat Rathi |date=2018-08-18 |url=https://qz.com/1355672/stacking-concrete-blocks-is-a-surprisingly-efficient-way-to-store-energy/ |work=Quartz}}</ref>所謂軌道儲能是將承載巨大重量的軌道車在一段傾斜的軌道上下移動,以儲存或釋放能量,<ref name="Scientific American-2014.03.25">Massey, Nathanael and [[ClimateWire]]. [http://www.scientificamerican.com/article/energy-storage-hits-the-rails-out-west/ Energy Storage Hits the Rails Out West: In California and Nevada, projects store electricity in the form of heavy rail cars pulled up a hill] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20140430120908/http://www.scientificamerican.com/article/energy-storage-hits-the-rails-out-west/ |date=2014-04-30 }}, ''[[Scientific American|ScientificAmerican.com]]'' website, 2014-03-25. Retrieved 2014-03-28.</ref>在廢棄油井的做法則為將重物在深井中升高或降低來達到儲能或釋能的目的。 |
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| style="background:#EEEEEE" | '''120''' <!-- number total --> |
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| style="background:#EEEEEE" | '''121,000'''<!-- capacity total --> |
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==經濟學== |
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均化儲能成本在很大程度上取決於儲存類型和目的 - 如亞秒級[[電源頻率]]調節、分鐘/小時峰值發電廠或日/週級季節儲存。<ref>{{cite web |url=http://www.utilitydive.com/news/some-energy-storage-already-cost-competitive-new-valuation-study-shows/409641/|title=Some energy storage already cost competitive, new valuation study shows|date=2015-11-24|work=Utility Dive |access-date=2016-10-15 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20161018235841/http://www.utilitydive.com/news/some-energy-storage-already-cost-competitive-new-valuation-study-shows/409641/ |archive-date= 2016-10-18}}</ref><ref>{{cite web |title=Lazard's Levelized Cost of Storage Analysis |url=https://www.lazard.com/media/2391/lazards-levelized-cost-of-storage-analysis-10.pdf |access-date=2017-02-02 |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20170202184057/https://www.lazard.com/media/2391/lazards-levelized-cost-of-storage-analysis-10.pdf |archive-date=2017-02-02}}</ref><ref>{{cite journal |last1=Lai |first1=Chun Sing |last2=McCulloch |first2=Malcolm D. |title=Levelized cost of electricity for solar photovoltaic and electrical energy storage |journal=Applied Energy |date=March 2017 |volume=190 |pages=191–203 |doi=10.1016/j.apenergy.2016.12.153 |s2cid=113623853 |url=http://bura.brunel.ac.uk/handle/2438/22670 }}</ref> |
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據報使用電池儲存的均化成本為每百萬瓦時120美元<ref>{{cite web |url=https://www.forbes.com/sites/chipregister1/2015/01/13/the-battery-revolution-a-technology-disruption-economics-and-grid-level-application-discussion-with-eos-energy-storage/2/ |title=The Battery Revolution: A Technology Disruption, Economics and Grid Level Application Discussion with Eos Energy Storage |author=Chip Register |date=2015-01-13 |work=Forbes |url-status=live |archive-url=https://web.archive.org/web/20161111013625/http://www.forbes.com/sites/chipregister1/2015/01/13/the-battery-revolution-a-technology-disruption-economics-and-grid-level-application-discussion-with-eos-energy-storage/2/ |archive-date=2016-11-11}}</ref>至170美元。<ref>{{cite web|url=http://www.eosenergystorage.com/technology-and-products/|archive-url=https://web.archive.org/web/20140206103219/http://www.eosenergystorage.com/technology-and-products/|url-status=dead|archive-date=2014-02-06|title=Eos Energy Storage – Technology and Products|work=eosenergystorage.com}}</ref>而截至2020年,開放式燃氣渦輪機的均化成本約為每百萬瓦時151-198美元。<ref>{{Cite web|url=https://www.lazard.com/perspective/levelized-cost-of-energy-and-levelized-cost-of-storage-2020/|title = Levelized Cost of Energy and of Storage}}</ref> |
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一般來說,當電力的[[邊際成本]]變化大於儲存和釋放能量的成本加上過程中損失的能量的價格總和時,此種能量儲存即為符合經濟。例如假設抽水蓄能水庫在考慮所有損失(水庫蒸發和滲漏、效率損失等)後,能夠產生1,200百萬瓦時的水量。如果非尖峰時段電力的邊際成本為每百萬瓦時15美元,且水庫以75%的效率運作(即消耗1,500百萬瓦時,並回收1,200百萬瓦時),填充水庫的費用為22,500美元。如果所有儲存的能源在第二天高峰時段以平均每百萬瓦時40美元的價格出售,那麼水庫當天的收入將為48,000美元,有25,500美元的毛利。 |
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然而由於不同類型發電機的運作和燃料成本,電力的邊際成本也有所不同。<ref>{{cite journal |last1=Lai |first1=Chun Sing |last2=Jia |first2=Youwei |last3=Xu |first3=Zhao |last4=Lai |first4=Loi Lei |last5=Li |first5=Xuecong |last6=Cao |first6=Jun |last7=McCulloch |first7=Malcolm D. |title=Levelized cost of electricity for photovoltaic/biogas power plant hybrid system with electrical energy storage degradation costs |journal=Energy Conversion and Management |date=December 2017 |volume=153 |pages=34–47 |doi=10.1016/j.enconman.2017.09.076 |url=https://ora.ox.ac.uk/objects/uuid:9336ab00-8710-4002-ae45-da5d7e35d355 }}</ref>在一種極端情況下,燃煤電廠和核電廠等基本負載發電廠是邊際成本較低的發電方式,因為它們的資本和維護成本較高,但燃料成本較低。在另一個極端,尖峰承載發電廠(例如天然氣發電廠)燃燒昂貴的燃料,但建造、營運和維護成本較低。為能最大限度降低發電的總運營成本,大部分時間都會調度基本負載發電機,而僅在必要時(通常是在能源需求達到峰值時)才調度尖峰承載發電機。這就是所謂的"經濟調度"。 |
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世界各地電網的電力需求在一天之中和不同季節中均會不同。在大多數情況下,此種需求變化是經由改變[[一次能源]]供應的電能來滿足。然而已有越來越多營運商儲存夜間產生的低成本能源,然後在白天的尖峰時段將其釋放回電網,並收取較高的電費。<ref>[http://www.eia.doe.gov/emeu/aer/pdf/pages/sec8_8.pdf Energy Information Administration / Annual Energy Review 2006] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080625051521/http://www.eia.doe.gov/emeu/aer/pdf/pages/sec8_8.pdf |date=2008-06-25 }}, Table 8.2a</ref>在有水力發電大壩的地區,可將發電延後到需求更大之時。這種儲能形式很常見,可利用現有水庫達成。這並不是"剩餘"而被儲存的電力,但淨效應該相同,而且沒效率損失。風能和太陽能等產量會變動的再生能源往往會增加電力負載的淨變化,而增加裝置電網儲能設施的機會。 |
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為未使用的電力尋找替代市場可能比嘗試儲存電力更為經濟。[[高壓直流輸電]]每傳輸1,000公里僅發生3%的損失。 |
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給定地點運行中/正在建造/計劃中的容量數字應理解為該點的所有反應爐總和,而非個別反應爐的數字。 |
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在[[美國能源部]]的國際儲能資料庫(International Energy Storage Database )可查詢到全美的電網儲能項目列表,其中許多項目包含有資金來源和金額的資訊。<ref>{{cite web |url=http://www.energystorageexchange.org/projects |title=Projects |work=DOE Global Energy Storage Database |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20141115123502/http://www.energystorageexchange.org/projects |archive-date=2014-11-15|access-date=2013-11-13 }}</ref> |
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==核燃料循環== |
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中國正評估於[[戈壁]]沙漠興建[[高放射性廢物|高放射性廢棄物]](HLW)儲存庫,可能從2041年左右開始在[[甘肅省]]的北山附近興建。<ref name=nei-20130308>{{cite news |url=http://www.neimagazine.com/features/featurerock-solid-ambitions/ |title=Rock solid ambitions |author=Tony Vince |publisher=Nuclear Engineering International |date=2013-03-08 |access-date=2013-03-09 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160126093344/http://www.neimagazine.com/features/featurerock-solid-ambitions/ |archive-date=2016-01-26 |url-status=live }}</ref> |
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===負載平衡=== |
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中國從2010年代左右開始持續努力於[[核燃料再處理]]。<ref name=cbc-20110103>{{cite news |url=https://www.cbc.ca/news/world/china-able-to-reprocess-nuclear-fuel-1.1096629 |title=China able to reprocess nuclear fuel |agency=Associated Press |website=cbc |date= 2011-01-03 |access-date=2023-05-28}}</ref>雖然這些工廠表面上看來是民用工廠,但人們對這類技術具有的[[軍民兩用]]特性感到擔憂,<ref>{{Cite web | url=https://thebulletin.org/2020/05/pinpointing-chinas-new-plutonium-reprocessing-plant/ | title=Pinpointing China's new plutonium reprocessing plant | date=2020-05-05 }}</ref>有媒體文章出現如"專家表示中國核燃料再處理後可成為武器級材料"的標題。<ref>{{Cite news | url=https://economictimes.indiatimes.com/news/defence/china-nuclear-reprocessing-to-create-stockpiles-of-weapons-level-materials-experts/articleshow/81689832.cms | title=China nuclear reprocessing to create stockpiles of weapons-level materials: Experts | newspaper=The Economic Times }}</ref><ref>{{Cite news | url=https://www.reuters.com/article/usa-china-nuclear-plutonium-idAFL1N2LN1IH | title=UPDATE 1-China nuclear reprocessing to create stockpiles of weapons-level materials -experts | newspaper=Reuters | date= 2021-03-25 }}</ref><ref>{{Cite web |title=China nuclear reprocessing to create stockpiles of weapons-level materials -experts |url=https://www.nasdaq.com/articles/china-nuclear-reprocessing-to-create-stockpiles-of-weapons-level-materials-experts-2021-03 |website=www.nasdaq.com}}</ref>中國也率先在秦山核電廠的加壓重水反應爐中採用一種[[再處理鈾]]/[[貧鈾]]混合物的"天然鈾當量"技術。<ref>{{Cite web | url=https://wise-uranium.org/epasi.html#QINSHANREPU | title=Current Issues: New Uranium Conversion/Enrichment and Nuclear Fuel Plant Projects - Asia }}</ref>這個技術與韓國率先使用的"DUPIC"(直接將壓水反應爐用過的燃料置於加拿大重水鈾反應爐中使用)技術有所不同,中國的過程會將[[反應爐級鈽]]分離出來作其他用途,反應爐則僅將用過燃料中的鈾作為燃料。<ref>{{Cite web | url=https://www.world-nuclear.org/information-library/country-profiles/countries-a-f/china-nuclear-fuel-cycle.aspx#U_and_Th_in_PHWR | title=China's Nuclear Fuel Cycle - World Nuclear Association }}</ref> |
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消費者和工業對電力的需求不斷變化,大致可歸為以下幾種類別: |
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*季節性(在黑暗的冬季,需要更多的電力以供照明和取暖,而在炎熱的天氣會增加對空調的需求) |
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==生產核燃料公司== |
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*每週(大多數行業在週末休息,電力需求會降低) |
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*中國核工業集團公司 |
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*每日(如早上當辦公室開始運作、空調開啟所產生的高峰需求) |
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*中國廣核集團 |
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*每小時(英國的電視收視率可通過以下方式估算: 每小時監測廣告時段或節目結束後觀眾起身燒水時出現的電力峰值 。<ref>{{cite web|url=http://news.bbc.co.uk/1/hi/special_report/for_christmas/_new_year/christmas_television/37945.stm|title=BBC News – Christmas Television – The great TV ratings war|work=BBC|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20090112005412/http://news.bbc.co.uk/1/hi/special_report/for_christmas/_new_year/christmas_television/37945.stm|archive-date=2009-01-12}}</ref>) |
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*國家核電技術公司 |
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*瞬態(因個人行為、電力傳輸效率差異等小因素所造成的波動) |
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*{{le|中國國核海外鈾資源開發公司|China Nuclear International Uranium Corporation}} |
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目前因應需求變化的三種主要辦法為: |
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==研究== |
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[[File:The Daya Bay Antineutrino Detector (8056998030).jpg|thumb|[[大亞灣核反應爐微中子實驗]],此計畫於2011年12月投入使用,已於2020年12月12日退役。]] |
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*電氣設備通常具有所需的工作電壓範圍,通常為 110–120伏特(V) 或 220–240伏特。系統電壓的些微變化可經輕微的負載變化自動調節。 |
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中國科學院於2011年啟動TMSR-SF(一種由[[球床反應爐]]衍生的技術)研發項目,目的在製造氣冷反應器,計畫中的小型原型反應器TMSR-LF<ref>{{cite web |url=https://www.iaea.org/NuclearPower/Downloadable/Meetings/2016/2016-10-31-11-03-NPTDS/05_TMSR_in_China.pdf |title=Thorium Molten Salt Reactors (TMSR) Development in China |author1=Dai Zhimin |author2=Zou Yang |author3=Chen Kun |date=2016-11-04 |website=[[International Atomic Energy Agency]] |access-date=2018-07-07 |archive-url=https://web.archive.org/web/20180708020158/https://www.iaea.org/NuclearPower/Downloadable/Meetings/2016/2016-10-31-11-03-NPTDS/05_TMSR_in_China.pdf |archive-date= 2018-07-08 |url-status=live }}</ref>將設於甘肅省<ref>{{Cite web |url=http://www.cas.cn/yw/201711/t20171110_4621454.shtml |title=中科院与甘肃省签署钍基熔盐堆核能系统项目战略合作框架协议----中国科学院 |access-date=2018-07-07 |archive-url=https://web.archive.org/web/20180708015754/http://www.cas.cn/yw/201711/t20171110_4621454.shtml |archive-date=2018-07-08 |url-status=live }}</ref>[[民勤縣]]的一個工業園區內。<ref>{{Cite web |title=甘肃省公示第四代核能钍基熔盐堆实验平台选址:拟落地武威 _ 东方财富网 |url=http://finance.eastmoney.com/a2/20180329850624284.html |access-date=2022-11-06 |website=finance.eastmoney.com}}</ref> |
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*發電廠可在低於正常輸出的情況下運行,而可幾乎立即增加發電量。這被稱為"運載備用(spinning reserve)"。 |
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*額外的發電機可隨即上線,通常這些是水力發電或燃氣渦輪機,在幾分鐘內即可啟動。 |
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備用燃氣渦輪機的問題是成本較高,昂貴的發電設備大部分時間都處於閒置狀態。運載備用也有代價 - 低於最大輸出運作的工廠通常效率較低。電網儲能將發電從尖峰時段轉移到非尖峰時段。發電廠能在夜間和週末以最高效率運作。 |
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國家電力投資集團公司於2019年2月與[[吉林省]][[白山市 (吉林省)|白山市]]政府簽署白山核能供熱示範計畫合作協議,該計畫將採用中國核工集團生產的反應爐DHR-400(區域供熱反應爐,400百萬瓦熱裝置容量 )。<ref name=nei-20190314>{{cite news |url=https://www.neimagazine.com/news/newschina-signs-agreement-for-nuclear-heating-demonstration-project-7039593 |title=China signs agreement for nuclear heating demonstration project |publisher=Nuclear Engineering International |date=2019-03-14 |access-date=2019-03-18}}</ref><ref name=wnn-20180907>{{cite news |url=http://www.world-nuclear-news.org/Articles/CNNC-completes-design-of-district-heating-reactor |title=CNNC completes design of district heating reactor |publisher=World Nuclear News |date= 2018-09-07 |access-date=2019-03-18 |archive-url=https://web.archive.org/web/20190324070234/http://www.world-nuclear-news.org/Articles/CNNC-completes-design-of-district-heating-reactor |archive-date=2019-03-24 |url-status=live }}</ref> |
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供需平衡策略(及電網儲能)的目的在降低供應尖峰電力的成本,或補償風能和太陽能的間歇性問題。 |
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==公眾抗議== |
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福島核災發生之後,中國深具雄心的核能發電廠擴建計劃遭到民間抗議。預計在[[長江]]南岸附近興建的一座核能發電廠引發一場"省際爭論"。爭議中的場址位於[[江西省]][[彭澤縣]],位於長江對岸的[[安徽省]][[望江縣]]政府希望將此計畫擱置。<ref>{{cite web |url=http://news.in.msn.com/international/article.aspx?cp-documentid=5854560 |title=China faces civic protests over new nuclear power plants |date=2012-02-17 |work=msn.com |access-date=2012-02-26 |archive-url=https://web.archive.org/web/20130928223733/http://news.in.msn.com/international/article.aspx?cp-documentid=5854560 |archive-date=2013-09-28 |url-status=dead }}</ref> |
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===可攜性=== |
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有1,000多人於2013年7月在廣東省[[江門市]]政府前進行抗議,要求當局放棄一計畫中的鈾加工設施,此設施將用作核能發電廠的重要供應地(參見[[江門鶴山反核事件]])。最終中國官員將此國營計畫取消。<ref>{{cite news |url=https://www.usatoday.com/story/news/world/2013/07/15/china-evironment-protest/2518221/ |title=Protesters win environmental battle in China |author=Calum MacLeod |date= 2013-07-16|work=USA TODAY |access-date=2017-09-06 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150612074216/http://www.usatoday.com/story/news/world/2013/07/15/china-evironment-protest/2518221/ |archive-date=2015-06-12 |url-status=live }}</ref> |
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這是目前儲能技術發展最為成功的領域。一次性電池和可充電電池無處不在,為數位手錶和汽車等各種設備提供電力。然而,電池技術的進步通常很緩慢,消費者認為電池儲存能力的進步在很大程度上歸功於高效的電源管理,而非儲存容量的增加。可攜式消費性電子產品極大地受益於[[摩爾定律]]帶來的尺寸和功耗兩方面的減少。但摩爾定律並不適用於運送人和貨物。交通運輸的基本能源需求仍遠高於資訊和娛樂應用。隨著於汽車、卡車、巴士、火車、船舶和飛機中以電池取代[[內燃機]]的壓力越來越大,電池容量已成為一個問題。這些用途需要更高的[[能量密度]](給定體積或重量中儲存的能量)。液態[[烴|碳氫化合物]]燃料(例如汽油/汽油和柴油)以及醇類([[甲醇]]、[[乙醇]]和[[丁醇]])和脂類(純植物油、[[生質柴油]])具有比電池更高的能量密度。 |
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有一些合成途徑可利用電力將[[二氧化碳]]和水還原為液態碳氫化合物或酒精燃料。這些途徑首先電解水產生氫氣,然後利用產生的氫氣與過量的二氧化碳進行反應,該反應是{{le|水-煤氣轉移反應|water–gas shift reaction}}的變體。二氧化碳的非化石來源有發酵廠和[[污水處理]]廠。將電能轉換為碳基液體燃料有可能提供可攜式能量存儲,可供現在既有大量機動車輛和其他內燃機驅動設備使用,而不會遇到處理氫或其他外來能源載體的困難。這些合成途徑可能會引起關注,因此法或能改善原本依賴進口石油但擁有或可開發大量再生能源或核能發電的國家的{{le|能源安全|Energy security}},以及應對未來可用石油供應將會下降的問題。 |
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到2014年,由於公眾反對,促使中國監管機構制定公共和媒體支持核能發電計劃,開發商實施外展計劃,包括安排廠址實地參訪和設置遊客中心。<ref name=ft-20140526>{{cite news |url=http://www.ft.com/cms/s/0/a6f10e96-e41c-11e3-a73a-00144feabdc0.html |title=People power holds key to China's nuclear plans |author=Lucy Hornby |newspaper=Financial Times |date=2014-05-26 |access-date=2014-05-26 |archive-url=https://web.archive.org/web/20140529114852/http://www.ft.com/cms/s/0/a6f10e96-e41c-11e3-a73a-00144feabdc0.html |archive-date=2014-05-29 |url-status=live }}</ref> |
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石油在運輸領域的利用效率確實不高(石油發動機通常只能將燃油能量的一部分轉化為有用功率,其餘部分則以熱的形式散失)。[[電動載具]]的能量轉化效率通常比燃油載具更高。但大規模以後者取代前者並非易事 - 涉及的有電池技術、充點基礎設施建設及電網容量等領域的改進。 |
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彭博社於2020年報導稱,由於民眾反對,導致內河沿岸核能發電廠的建設停止,並於2013年至少有一在廣東省的核能發電建廠計畫遭到取消。<ref name=bl-20200601/> |
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==參見== |
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{{Portal |
{{Portal|Energy}} |
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{{div col|colwidth=18em}} |
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{{模板:Commons category}} |
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* [[ |
* [[純電動車]] |
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* [[發電成本]] |
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* [[中華人民共和國能源政策]] |
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* [[分散式發電]] |
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*{{le|世界各國核反應爐列表|List of commercial nuclear reactors}} |
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* {{le|能源需求管理|Energy demand management}} |
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* [[各國核能利用情況]] |
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* {{le| |
* {{le|儲能|Energy storage}} |
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* {{le| |
* {{le|能量存儲即服務|Energy storage as a service}} (ESaaS) |
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* [[燃料電池載具]] |
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* {{le|併網電力系統|Grid-tied electrical system}} |
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* [[混合動力電動載具]] |
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* [[氫經濟]] |
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* {{le|全球電網儲能站列表|List of energy storage projects}} |
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* [[用電高峰]] |
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* {{le|Power-to-X|Power-to-X}} |
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* [[蓄電池]] |
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* [[太陽能車]] |
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* [[通用動力電船]] |
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* {{le|美國能源部全球能源儲存資料庫|United States Department of Energy International Energy Storage Database}} |
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* [[全釩氧化還原液流電池]],可調度的電網儲能 |
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* [[虛擬電廠]] |
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* [[風力發電廠]] |
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==參考文獻== |
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{{reflist|2}} |
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* [https://web.archive.org/web/20100711124926/http://kn.theiet.org/magazine/issues/1009/windless-day-1009.cfm Saving For a Windless day] by Sean Davies in The E&T Magazine Vol 5 Issue 9 from the [http://www.IET.org www.IET.org] |
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==延伸閱讀== |
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* {{cite book|first=Richard |last=Baxter|title=Energy Storage: A Nontechnical Guide|url={{google books |plainurl=y |id=yrd67_MISbkC}}|year=2006|publisher=PennWell Books|isbn=978-1-59370-027-0}} |
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* [http://www.world-nuclear.org/info/inf63.html Nuclear power in China] – [[World Nuclear Association]] |
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* [http://www.iaea.org/NuclearPower/Downloads/Technology/meetings/2011-Jun-22-24-CT-NPP-WS/DYikangNPPDevel.pdf Brief Overview of Chinese NPP Development], Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute, 2011-06-23 |
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* {{cite news |url=http://www.neimagazine.com/opinion/opinionnuclear-in-china---now-back-on-track/ |title=Nuclear in China – now back on track? |author=Steve Kidd |publisher=Nuclear Engineering International |date=2013-05-01}} |
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* {{cite news |url=http://www.neimagazine.com/features/featurechinese-reactor-design-evolution-4272370/ |title=Chinese reactor design evolution |author=Caroline Peachey |publisher=Nuclear Engineering International |date=2014-05-22 |access-date=2014-05-23}} |
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*{{cite journal |url=https://www.mit.edu/~esaikawa/Ramana_Saikawa.pdf |title=Choosing a standard reactor: International competition and domestic politics in Chinese nuclear policy |author=M.V. Ramana, Eri Saikawa |journal=Energy |volume=36 |issue=12 |pages=6779–6789 |publisher=Elsevier |date=December 2011 |doi=10.1016/j.energy.2011.10.022 |access-date=2013-10-11}} |
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==外部連結== |
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* [https://www.gov.uk/government/publications/benefits-of-long-duration-electricity-storage UK Government report on the Benefits of long-duration electricity storage (Aug 2022)] |
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{{模板:中華人民共和國能源}} |
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* [http://www.abb.com/cawp/seitp202/0B6D46A05BBC3A27C1256FF2002FD2A0.aspx A large grid-connected nickel-cadmium battery] |
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* [http://terraverde.wordpress.com/2007/10/07/the-renewable-electron-economy-part-vii-stationary-energy-storage%E2%80%A6key-to-the-renewable-grid/ Stationary Energy Storage…Key to the Renewable Grid] |
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* [https://web.archive.org/web/20130927211329/http://www.sbc.slb.com/SBCInstitute/Publications/ElectricityStorage.aspx Electricity Storage FactBook] |
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2024年6月21日 (五) 12:38的版本
電網儲能(英語:Grid energy storage),也稱為大規模儲能(英語:large-scale energy storage)是在輸電網路內大規模儲能方法的總稱。在電力充足且廉價時(特別是來自間歇性再生源,例如風能、潮汐能和太陽能的發電)或電力需求較低時將多餘電能儲存,在需求較高時送回電網,且收取較高的電價。截至2020年,全球最大的電網儲能形式是築壩式水力發電,包含常規水力發電,也有抽水蓄能發電兩種。[1][2]
由於電池儲能技術已有長足進展,使得商業上可行的項目能在電力生產高峰期間將其儲存,然後在需求高峰期間釋放,也會在發電廠發生意外,電力產量下降時釋放,而為需量反應較慢的發電能源爭取啟動運行所需時間。綠氫是透過再生能源或碳排放相對較低的能源產生的電力進行水電解而產生,就資本支出而言,綠氫是比抽水蓄能發電或是電池儲能更為經濟的長期儲能手段。[3][4]
有兩種電網儲能的替代方案 - 建立尖峰負載發電廠來填補供應缺口和需量,將電力負載轉移到其他電力需求較低的時間發生。
優點
任何電網都必須將電力生產與消費相互匹配,但兩者會隨時間而發生巨大變化。儲能和需量反應的任何組合都具有以下優點:
- 燃料發電廠(即使用煤炭、石油、天然氣、核能)在恆定的生產水準下會更有效率、且容易運作
- 間歇性能源產生的電力可先儲存,並在以後使用,否則必須將其傳輸到其他地方出售或是將之關閉
- 尖峰負載發電或是尖峰傳輸容量可透過建立儲能設備,加上延遲負載的方式來降低(請參閱能源需求管理),而節省設置前述容量的資本支出
- 更穩定的電費定價 - 儲能或需求管理的成本包含在定價中,因此向客戶收取的電價會變動較小,或(如果法律要求電價保持穩定)公用事業公司在需求達到尖峰時必須從鄰國進口價格更為昂貴的電力
- 緊急應變-即使沒有輸電或發電,也能可靠滿足基本需求,同時非必要需求將被延後處理。
太陽能、潮汐能和風能三者在本質上會在時間尺度中有變化,維持的時間從幾分鐘到幾週或更長時間不等 - 產生的電量隨著一天中的時間、月相、季節和天氣等隨機因素而變化。因此如果電力公司不具儲能能力會帶來特殊的挑戰。將許多獨立的風能發電廠連結可將整體變化降低,但太陽能光電在夜間無用武之地,潮汐能則會隨月亮的軌跡而變化(潮汐每天會有四次低潮)。
公用事業在夏季電力需求產生高峰時,通常可利用更多的太陽能以滿足需求。在冬季電力需求產生高峰時,當時較多的風能在較小程度上可與供暖需求匹配,滿足部分需求。當太陽能和風能發電容量超過總發電量約20-40%之時,往往需要額外的投資來將其納入電網、建設電網儲能或進行需求管理。
如果電網中並未設置儲能裝置,依賴燃料(煤炭、生物質、天然氣、核能)的發電容量必須按比例放大和縮小,以匹配間歇性電力的上升和下降(參見遵循電力變動發電廠 )。雖然水力發電廠和天然氣發電廠可根據需求快速擴大或縮小發電規模,但風電、煤炭和核電廠需要相當長的時間才能完成反應。因此具有天然氣或水力發電較少的公用事業公司更依賴需求管理、電網互連或昂貴的抽水蓄能發電。
法國顧問公司Yole Développement估計全球到2023年,"定點儲能"市場可帶來135億美元的生意機會,此市場的規模於2015年還不到10億美元。[5]
需求管理和電網儲能
需求方還可將電網提供的電力儲存,例如為純電動車和儲熱電暖器充電、區域供暖儲能或儲冰儲能以為建築物提供所需。[6]目前前述的做法僅將一天中的非高峰用電儲存下,尚未將電力返回電網。
智慧型電表的效益之一 – "需求端分時電價"可降低電網儲能的必要性。 家庭用戶可選擇較低電價的離峰時段來洗滌衣物、使用洗碗機、淋浴和烹飪。 同樣的,商業和工業用戶也可將部分生產移至離峰時段來達到節省成本的目的。
風力發電量的不可預測性所造成區域影響,催生出"互動式需量反應"新需求,這種方式讓電力公司可與用戶需求進行溝通。以往這類做法僅限於與大型工業用戶合作,但現在則能擴大到整個電網。[7]例如歐洲的一些大型項目將風力發電的變化與工業食品冷凍庫的負載變化連結起來,以對溫度做微小調整。如果在整個電網內進行溝通,那麼在暖氣/空調溫度進行微小變化將可立即改變整個電網的耗電量。
美國能源部於2013年12月發佈的一份報告進一步描述儲能和需求管理對電網的好處:"進行電力系統現代化將有助於國家應對能源需求的挑戰,包括整合更多再生能源和提高不可再生能源生產的效率來應對氣候變化。電網若要進步,必須保持強大且有韌性的電力輸送系統,同時改進營運能力、降低成本、提高可靠性,並延遲和減少在基礎設施的投資。最後,由於儲能設施能夠提供備用電源以及電網穩定服務,因此對於緊急應變具有關鍵的功能。"[8]此份報告由美國電力辦公室、ARPA-E、美國科學辦公室、美國能源效率和再生能源辦公室、桑迪亞國家實驗室和西北太平洋國家實驗室的核心開發人員小組合力撰寫,這些單位都在從事電網儲能的開發。[8]
電網儲能應用
儲能設施是電網的寶貴資產。[9]它們可提供負載管理、電力品質和不斷電系統等優勢和服務,以提高效率和供電安全。這對於能源轉型以及對更有效率和永續的能源系統變得越來越重要。
許多儲能技術(抽水蓄能、電池、液流電池、飛輪儲能、雙電層電容器等)都適合電網規模應用,但各有其特點。例如抽水蓄能因其大容量和發電能力,非常適合大容量承載應用。然而適合抽水蓄能的位置有限,僅為處理局部電力品質問題時,這種儲能的用處就不大。另一方面,飛輪和電容器在維持電力品質方面最有效,但缺乏大型應用的儲存容量。這些限制是對儲能適用性的自然限制。
一些研究報告激發人們的興趣,並調查不同最佳能量儲存的適用性或選擇。根據當前已有項目比較最先進儲能的用途。[10][11]另有研究則進一步評估彼此的儲能能力,並採多個標準、對它們的適用進行排名。[12][13]另一篇論文透過對儲能等效電路的研究和建模提出一種評估方案。[14][15]一些研究也提出索引方法,但仍處於新發階段。[16]為獲得併網儲能系統更大的經濟潛力,有必要針對儲能系統的一個或多個應用提供多種服務的組合。經過此,能透過單一儲能而實現多個收入來源,提高利用率。[17]其中兩例,[18]一是反應頻率和儲備服務的組合,另一是利用用戶負載調整尖峰需求以平緩電力供應。[19]
形式
空氣
壓縮空氣
一種電網儲能方法是使用離峰或再生電力將空氣壓縮,然後儲存在舊礦井或其他特定地質中。當電力需求較高時,可使用少量天然氣將之加熱,促使壓縮空氣膨脹,驅動渦輪機發電。[20]
壓縮空氣儲能的效率通常約為60–90%。[21]
液態空氣
另一種儲能方法是將空氣壓縮和冷卻,將其變成液態後儲存,[22]需要時再予膨脹,轉動渦輪機發電,儲能效率高達70%。[23]
於英國英格蘭北部正在建造一座商業液態空氣儲能工廠,[24] [25] [26] [27] 於2022年投入商業運作。[28]該工廠的儲能容量為250百萬瓦時)(MWh),將比全球最大的鋰離子電池 - 位於南澳洲的霍恩斯代爾電力儲存的容量大上近一倍。[29]
壓縮二氧化碳
氣態二氧化碳可被壓縮,進行電網規模儲能。這種氣體非常適合此角色,二氧化碳可在環境溫度下壓縮而液化。可無限期地儲存在高壓鋼瓶中,以便在需要時使用。[30] [31]
該技術的主要倡導者是新創公司Energy Dome,該公司於2022年在薩丁尼亞建造一座2.5百萬瓦/4百萬時示範工廠。公司聲稱往返效率為75%,預計儲存容量成本為220歐元/千瓦時,是鋰離子電池的一半。[32] [33] [34]
電池
早期曾使用電池來儲存直流電。在交流電網電源不易取得的地方,由風力發電機或內燃機運轉的獨立發電設備為小型馬達提供電力及照明之用。電池系統可於不啟動引擎或無風時運行,提供負載。使用較新的鋰離子電池,其效率通常約為80%至90%以上。[38][39]
連接到大型固態轉換器的電池系統已被用於穩定配電網路。一些電網電池與再生能源發電廠位於同一地點,或是為平順間歇性風能或太陽能輸出的電力,或是在再生能源發電廠無法直接發電時將電力輸出(請參閱本文舉例部分) )。這些混合系統(發電和儲能)可減輕電網的壓力,也可以實現自給自足並’’離網’’工作(請參閱獨立電力系統)。
固定式儲能電池不受質量或體積限制,與電動車應用相反。然而,由於涉及大量的能源和電力,每電力或能源單位的成本非常重要。評估電網規模儲能技術的相關指標是$/Wh(金錢/瓦特),而非Wh/kg(瓦時/公斤)。由於驅動電動車電池的改進,讓電化學電網儲能成為可能,電池的生產成本迅速下降到300美元/度(千瓦時)以下。主要工業利用優化生產鏈,將目標定為到2020年抵達150美元/千瓦時,但實際上已達到140美元/千瓦時。電池價格的下降速度一直超出大多數人的預期,預計到2021年將達到132美元/千瓦時。[40]這些電池依賴鋰離子技術,適合行動應用(高成本、高密度)。針對電網,應注重每千瓦時的成本。磷酸鐵鋰電池因其成本低、規模大,且能量密度適合許多應用,而越來越多用於車輛和電網儲存。[41]
電網電池儲能技術
鈉離子電池是種鋰離子電池替代品,廉價且可持續,鈉比鋰更豐富、更便宜,但它的功率密度較低。然而此種電池仍處於早期發展階段。
汽車導向技術依賴固體電極,其具有高能量密度,但需要昂貴的製造過程。液體電極是一種更便宜且密度較小的替代品,因為它們不需任何處理。
熔鹽/液態金屬電池
這類電池由兩種由電解質隔開的熔融金屬合金組成。它們製造簡單,但需要數百攝氏度的溫度才能讓合金保持液態。此技術包括一稱為ZEBRA的技術、鈉硫電池和液態金屬。[42]日本和美國正在使用鈉硫電池進行電網儲存。>[43]電解質由固體β氧化鋁組成。液態金屬電池由麻省理工學院教授唐納·薩多威l領導的團隊開發。 麻省理工學院的衍生公司Ambri負責市場推廣,該公司目前已簽約為內華達州雷諾附近的TerraScale數據中心公司安裝首座250百萬瓦時系統。[44][45]
液流電池
液流電池將電力儲存在液體中,例如室溫水溶液中的過渡金屬離子溶液。液流電池的優點是在2-4小時的充放電時段,或在使用壽命長 (多年)時,具有較低的建置成本。然而液流電池在能量效率方面不如鋰離子電池。 [46]目前液流電池被部署於儲存來自風能和太陽能等間歇性再生能源生產的電力。[47]
全釩氧化還原液流電池是技術和商業上最先進的液流電池。[48][49]目前在不同地點安裝數十個此種電池系統,包括: 哈克式里山風電廠(澳大利亞)、北海道苫裡風力發電廠(日本),也有非風力發電廠應用。 桑丘風力發電廠(愛爾蘭)將安裝12百萬瓦時的此種液流電池。[50]這些儲能系統的目的是將瞬態風速波動予以平順。
舉例
在波多黎各,有一容量為20百萬瓦、可持續15分鐘(5百萬瓦時)的系統,用來穩定島上的電力。 於2003年,阿拉斯加州費爾班克斯安裝一27百萬瓦,可持續15分鐘(6.75百萬瓦時)鎳鎘電池組,以穩定長途輸電線路末端的電壓。.[51]
一座由南加州愛迪生電力公司委建的特哈查皮能量儲存專案於2014年開始啟動。[52]
於2016年,有將鋅離子電池用於電網儲存應用的建議提出。[53]
於2017年,加州公用事業委員會在該州安大略的米拉洛馬變電站安裝396個冰箱大小的特斯拉電池組。這些電池部署在兩個模組中,每個模組容量為10百萬瓦(總共20百萬瓦),每個模組能夠運行4小時,而增加高達80百萬瓦時的儲存容量。此電池組能為15,000個家庭供電四個多小時。[54]
比亞迪建議使用傳統的消費性電池技術,例如磷酸鐵鋰(LiFePO4)電池,將許多電池並聯後運作。
美國最大的電網蓄電池有伊利諾州Grand Ridge發電廠的31.5百萬瓦電池和西維吉尼亞州Beech Ridge的31.5百萬瓦電池。 [55]於2015年建造的兩個電池組為400百萬瓦時(100百萬瓦,4小時)南加州愛迪生電力公司專案和夏威夷考艾島的52百萬瓦時專案(將13百萬瓦太陽能發電廠的輸出完全轉移到晚上使用)。[56]另有兩個電池組位於阿拉斯加費爾班克斯(使用鎳鎘電池,40百萬瓦,持續7分鐘)[57]和德克薩斯州諾特里斯(使用鉛酸蓄電池,36百萬瓦,持續40分鐘) 。[58][59]德國呂嫩正在建造由梅賽德斯-賓士集團Smart electric drive電動車淘汰電池組成的13百萬瓦時電池組,預計這種電池用於第二次服務的壽命為10年。[60]
美國於2015年安裝221百萬瓦的電池儲能設備,預計2020年總容量將達到1.7吉瓦(Gw,十億瓦)。[61]
英國於2018年在英格蘭東部哈特福郡安裝50百萬瓦鋰離子電網電池。 [62]劍橋郡伯韋爾的50百萬瓦電池儲能開發案和南約克郡巴恩斯利的40百萬瓦電池儲能開發案於2021年2月開始建造。[63]
特斯拉於2017年11月在南澳洲安裝100百萬瓦、129百萬瓦時的電池系統。[64]澳洲能源市場營運公司表示,"此電池儲能與傳統同步發電機組相比,運作既快速又精確"。[65][66]
技術 | 移動部件 | 環境溫度 | 易燃性 | 含有毒物質 | 已在生產 | 含稀有金屬 |
---|---|---|---|---|---|---|
全釩氧化還原液流電池[67] | 是 | 是 | 否 | 是 | 是 | 否 |
流體金屬電池 | 否 | 否 | 是 | 否 | 否 | 否 |
鈉離子電池 | 否 | 是 | 是 | 否 | 否 | 否 |
鉛酸蓄電池[68] | 否 | 是 | 否 | 是 | 是 | 否 |
鈉硫電池 | 否 | 否 | 是 | 否 | 是 | 否 |
鎳鎘電池 | 否 | 是 | 否 | 是 | 是 | 是 |
鋁離子電池 | 否 | 是 | 否 | 否 | 否 | 否 |
鋰離子電池 | 否 | 是 | 是 | 否 | 是 | 否 |
金屬空氣電池 | 是 | 否 | 是 | 否 | 否 | 否 |
電動載具
各公司目前正在研究使用電動載具來滿足電力尖峰需求的可能性。停車並連接電源的電動載具可在高峰負載期間出售電池中的電力,並在夜間(在家)或非高峰期間充電。[69]
插電式混合動力車或電動汽車可以因其具有儲電能力而被用於儲能用。[70][71][72]可採V2G技術,將每輛配備20至50千瓦時電池組的車輛變成分散式負載平衡裝置或緊急電源。假設每個家庭年消耗電力為3,650千瓦時,表示平均家庭每天需要10千瓦時的電量,每輛車可提供2到5天所需的電力。一些電力公司計劃使用舊的插電式混合動力車電池來儲存電力。[73][74]但使用V2G儲能的一個很大缺點是每次儲存循環都會使電池經歷一次完整的充放電循環,而對其造成耗損。[70] However, one major study showed that used intelligently, vehicle-to-grid storage actually improved the batteries longevity.[75]然而一項主要研究顯示智慧使用V2G的儲能實際上可延長電池的使用壽命。[76]傳統(含鈷)鋰離子電池會隨著循環次數的增加而耗損,新型鋰離子電池在每次循環中不會明顯耗損,因此具有更長使用壽命。有種方法是在電網儲能中使用舊的汽車電池,[77]這類電池預計將在十年內仍發揮儲能的作用。[78]如果大規模進行,那麼保證更換因使用而退化的車輛電池就變得更加容易,因為舊電池另具價值並且可立即使用。
飛輪
這種儲能方法所依賴的是機械慣性。當電力輸入時,電動機會將重型轉盤加速旋轉。反過來,馬達將充當發電機,將圓盤減速並產生電力。電能被儲存為轉盤的動能。必須將摩擦力保持在最低限度以延長儲存時間。通常是將飛輪放置在真空中,並使用磁力軸承以達成,但往往此法價格昂貴。飛輪速度越大,儲能容量越大,但需要堅固的材料(例如鋼或複合材料)來抵抗離心力。此法不適合一般電力系統應用。而可能最適合鐵路電力系統的負載平衡應用,以及提高再生能源系統(例如愛爾蘭的20百萬瓦系統)的電能品質。[79][80]
使用飛輪儲能是那些在很短的時間內需要非常高功率的突發應用,例如托卡馬克(用於核融合的環磁機)[81]和雷射實驗。
飛輪儲能機目前也以柴油機不間斷電源的形式使用,為不間斷電源系統(例如大型資料中心中的)提供資料傳輸過程中所需的電力- [82]即相對少量的主電源斷電和備用電源(例如柴油發電機)啟動之前的極短時間所需。
這個解決方案已在亞速爾群島中的Graciosa及Flores兩個島嶼實施。[83]該系統使用18百萬瓦/秒功率的飛輪來改善電能品質,而增加使用再生能源。這些系統被設計用來平順電力供應的瞬態波動,而無法用於應付超過幾天的停電。
澳洲的Powercorp公司持續在開發使用風力發電機、飛輪和低負載柴油機 (LLD) 技術的應用,盡力提高小型電網的風力發電量。安裝在西澳大利亞州珊瑚灣的系統使用風力發電機以及飛輪控制系統和LLD。飛輪技術使風力發電機有時能夠提供珊瑚灣95%的能源供應,年總風能發電滲透率達到45%。[84]
氫
氫正被開發為一種電能儲存介質 -[70][85]先產生氫氣,然後壓縮或液化,低溫儲存在-252.882°C狀態,然後轉換回電能或熱量。氫可用作可攜式(車輛)或固定式發電的燃料。氫的優點(相較於抽水蓄能和電池)在於它是一種高能量密度燃料。[85]就資本支出而言,由水力發電的電力,將水分解出的{le|綠氫|Green hydrogen}}是一種比抽水蓄能發電或電池更經濟,長期再生能源儲存方式。[3][4]
氫氣可運用蒸汽將天然氣重整,或將水電解成氫氣和氧氣來生產(參見氫氣生產)。重整天然氣會產生副產品二氧化碳。高溫電解和高壓電解可提高氫氣生產效率。然後在內燃機或燃料電池中將氫轉換為電能。
在儲氫中,從交流電到交流電的轉換效率被證明約為20%至45%,因此有經濟上的限制。[85][86]購電和售電之間的價格比率必須至少與效率成正比才能在經濟上可行。氫燃料電池可快速響應,以糾正電力需求或供應的快速波動並調節頻率。氫氣能否能利用既有的天然氣基礎設施取決於管線材料、接頭標準和儲存槽的承受壓力程度。[87]
儲氫所需的設備有電解裝置、氫氣壓縮機或液化器以及儲存槽。
生物氫是一種正在研究的方式,利用生物質生產氫氣。
微型熱電聯產(microCHP)可使用氫氣作為燃料。
一些核電廠有可能從與氫氣生產的共生中受益。高溫(950至1,000°C)氣冷第四代核反應爐具有利用硫-碘循環中的核熱,透過熱化學方式從水電解氫氣的潛力。第一個商業反應爐預計將於2030年建成。
於加拿大紐芬蘭-拉布拉多省的一個偏遠社區拉米亞(Ramea)在2007年啟動一項使用風力發電機和氫氣製造機的社區試點計畫。[88]挪威小島市烏齊拉 (Utsira) 從2004年起即持續進行類似的計畫。
地下儲氫
所謂地下儲氫是在洞穴、鹽丘內和枯竭油氣田儲存氫的做法。[70][89]英國帝國化學工業公司 (ICI) 已在洞穴中儲存大量氣態氫多年,尚未遇到任何困難。[90]一項歐洲名為Hyunder[91]的計畫於2013年表示,為儲存風能和太陽能產生的的電力,因為抽水蓄能和壓縮空氣儲能系統容量不足。需要額外尋覓85個洞穴使用。[92]
電力轉燃氣
電力轉燃氣是將電能轉化為氣體燃料的技術。有兩種方法,第一種利用電力進行水分解,並將產生的氫氣注入天然氣管道網絡。第二種方法(效率較低)是利用電解和薩巴捷反應將二氧化碳和水轉化為甲烷(參見天然氣)。風力發電機或太陽能光電模組產生的多餘電力或非高峰電力可經此利用而達負載平衡。燃料電池製造商Hydrogenics和天然氣分銷商Enbridge聯手在加拿大利用現有的天然系統供氫氣使用,開發這樣的電力轉天然氣系統。[86]
所謂氫氣管道儲存指的是使用天然氣網路儲存氫氣。德國天然氣網路在改用天然氣之前,供城市煤氣使用,這類氣體大部分成分是氫氣。德國天然氣管網的儲存能力超過200,000吉瓦時,足以滿足幾個月的能源需求。而德國所有抽水蓄能電站的裝置容量僅40吉瓦時左右。透過天然氣網路傳輸能量的損失 (<0.1%) 比電力網路 (8%) 少得多[93]歐洲執行委員會之下的整合專案NaturalHy正研究利用現有天然氣管道儲存氫氣。[94]
將電力轉為氨的概念
此概念提供一種無碳能源儲存的方式。當低碳電力生產過剩時,可用來製造氨燃料。先用電力將水分解成氫氣和氧氣,然後使用高溫和高壓將空氣中的氮氣與氫氣結合而產生氨。液體氨與丙烷類似,氨與單獨的氫氣不同,後者很難在壓力下以氣體形式儲存,也很難低溫液化,在-253°C下儲存。
儲存的氨可用作運輸和發電的內燃機燃料,或用於燃料電池,與天然氣相同。[95]一個標準60,000立方米液氨罐含有約211吉瓦時(GWh)的能量,相當於大約30座風力發電機機的年發電量。氨是乾淨能源:燃燒後釋放水和氮氣,並不釋放二氧化碳,幾乎不釋放氮氧化物。氨除作為能源載體之外另有多種用途 - 生產許多化學物質,最常見的是肥料。[96]鑑於這種靈活性,以及其安全運輸、分配和使用的基礎設施已經存在,使得氨成為未來一種大規模、非碳能源載體的良好候選者。
水力發電
抽水蓄能發電
全球抽水蓄能發電裝置容量於2008年為104吉瓦,[97]而有其他來源聲稱為127吉瓦,這種儲能方式佔所有電網儲能中的絕大多數 - 其他類型的總和僅為約數百百萬瓦。[98]
許多地方使用抽水蓄能水力發電以平衡日常發電負荷 - 在非尖峰時段和週末,利用煤炭或核能的多餘基本負載容量將水抽送到高處的蓄水庫。這種儲能方式通常在負載高峰時段能快速滿足瞬時高峰需求。抽水蓄能可將消耗能源中約70%至85%回收,是目前最具成本效益的大型電力儲存形式。[99]抽水蓄能的主要問題是它通常需要附近有兩個高度不同的水庫,且需大筆資本支出。[100]
抽蓄發電系統具有高度可調度性,能快速上線(通常在15秒內),[101]使得這些系統能夠非常有效調節消費者電力需求的變化。全球運轉中的抽水蓄能發電裝置容量超過90吉瓦,約佔全球瞬時發電量的3%。抽水蓄能系統,例如位於英國威爾斯的蒂諾威格發電站,具有五到六個小時的發電能力,[101]可用來平順電力的變化。
另一例是中國浙江省的天荒坪抽水蓄能電站(裝置容量1,836百萬瓦),水庫容量為800萬立方公尺,垂直距離為600米(1,970英尺) 。水庫可提供約13吉瓦時的重力位能(其中約80%可轉為電能),約佔中國日常用電量的2%。[102]
一個利用抽水蓄能的新概念是將風能或太陽能產生的電力用來抽水。風力發電機或太陽能光電模組直接驅動水泵或可使這一過程更為有效,但效果有限 - 風能和太陽能發電僅在有風之日,或日間才能發揮作用。 於2013年發表的一項研究顯示住戶屋頂太陽能熱水器與現有抽水蓄能設施結合,可取代福島第一核電廠損失的核能發電量。[103]
水力發電大壩
具有大型水庫的水力發電大壩也可在需求高峰時提供尖峰負載發電。在需求低的時期,水儲存在水庫中,到需求高時才放水發電。淨效應與抽水蓄能相同,但沒有抽水所需的電力。發電廠根據水庫容量,可提供每日、每週或季節性負荷追蹤。
許多現存的水力發電大壩相當古老(例如胡佛水壩建於1930年代),其設計比新型間歇性能源如風能和太陽能發電早了幾十年。最初建造用於提供基本負載電力的水力發電大壩將根據進入水庫的平均水流量來確定發電機的大小。增建額外的發電機可讓這樣的大壩增加峰值功率輸出能力,而增加其作為虛擬電網儲能單元運作的能力。[104][105]美國墾務局報告稱將現有水壩升級,投資成本為每千瓦容量69美元,[104]相較之下,燃油尖峰負載發電機每千瓦容量的投資成本超過400美元。雖然升級後的水力發電大壩不會直接儲存別種發電機組的多餘發電量,但它的行為等效於在別種發電機組的高輸出期間累積自己的燃料(將流入的河水儲存)。升級後的大壩充當虛擬電網儲存單元,是最有效的能源儲存形式之一,因為它沒抽水損耗(抽水消耗的電力),所損失的是水庫中增加的蒸發和洩漏數量。
大型水庫的大壩可透過控制河流流量以及提高或降低水位幾公尺來儲存和釋放相應大量的能量。水庫排放通常受到政府監管的水權的約束,以控制對河流下游的影響。例如在某些電網,基本負載發電廠中的火力發電廠、核能發電廠或風力發電機已在夜間產生過剩電力,無論是否發電,水壩仍需要釋放足夠的水以維持河流水位。反過來,尖峰發電容量則有限制,如果超過,可能會導致河流每天氾濫幾個小時。[106]
超導磁儲能
超導磁儲能(SMES)利用超導線圈中的直流電所產生的磁場來儲存能量。該線圈經過低溫處理,使其溫度降至低於超導臨界溫度。典型的SMES系統包括三個部分:超導線圈、功率調節系統和低溫製冷機。超導線圈一旦充電,電流就不會衰減,磁能可以無限期儲存。線圈放電後可將儲存的能量釋放回網路。功率調節系統使用逆變器/整流器將交流 (AC) 電源轉換為直流電源或將直流電源轉換回交流電源。逆變器/整流器在每個方向上約有2-3%的能量損失。SMES在儲能過程中損失的電力較其他儲能方式均少。 SMES系統效率高,往返效率大於95%。但其高成本是這種儲能法商業化的主要限制。
SMES在冷卻的能量需求以及能儲存總能量的限制,目前僅用於短期能量儲存。因此最常用於改善電能品質。如果將此用於公用事業,將會用於晝夜儲存設備,在夜間利用基本負載電力充電,於白天釋放,滿足尖峰負載。
此儲能方式要實用化,仍有重大的技術挑戰需要克服。
熱能
在丹麥,直接大規模儲存電力被認為成本太過昂貴,但該國已大量使用現有的挪威水力發電。相反的,利用現有的連接區域供暖系統的熱水儲存槽,通過電極加熱或熱泵加热則被視為更可行的方法。 儲存的熱量然通過區域供暖管道輸送到住宅。
熔鹽可用來儲存太陽熱能塔收集的熱量,以便在惡劣天氣或夜間用於發電。[107]
可將建築物供暖和製冷系統透過熱能儲存在大型或是專用儲熱罐中。這種熱儲存可在非尖峰時段增加能耗(升高儲能)並在電力高價的尖峰時段降低能耗(將儲能釋放)來提供負載轉移,甚至更複雜的輔助服務。[108]例如可利用非高峰電力來製冰,然後儲存。儲存的冰可用於建築物的空氣調節。其他的如儲存的冰用於冷卻燃氣渦輪發電機的進氣,提高峰值發電能力和峰值效率。
抽熱蓄熱電力儲能系統( pumped-heat electricity storage)使用高度可逆的熱機/熱泵在兩個儲存容器之間泵送熱量,加熱一個並冷卻另一個。正在開發該系統的英國工程公司Isentropic聲稱潛在的電力輸入到電力輸出往返效率可達72-80%。[109]
卡諾電池可將電能儲存在熱量中,並透過熱力學循環將儲存的熱量轉換回電能。最近許多研究項目對此概念進行調查和發展。[110]此類系統的優點之一是大規模和長期儲熱的成本可能比其他儲存技術低得多。
固體質量重力位能儲存
方案中有將較大的固體質量往上移動來儲存能量。這可在舊礦井內[111]或在專門建造的塔中實現,重物被絞起,經受控下降時以釋放能量。[112][113]所謂軌道儲能是將承載巨大重量的軌道車在一段傾斜的軌道上下移動,以儲存或釋放能量,[114]在廢棄油井的做法則為將重物在深井中升高或降低來達到儲能或釋能的目的。
經濟學
均化儲能成本在很大程度上取決於儲存類型和目的 - 如亞秒級電源頻率調節、分鐘/小時峰值發電廠或日/週級季節儲存。[115][116][117]
據報使用電池儲存的均化成本為每百萬瓦時120美元[118]至170美元。[119]而截至2020年,開放式燃氣渦輪機的均化成本約為每百萬瓦時151-198美元。[120]
一般來說,當電力的邊際成本變化大於儲存和釋放能量的成本加上過程中損失的能量的價格總和時,此種能量儲存即為符合經濟。例如假設抽水蓄能水庫在考慮所有損失(水庫蒸發和滲漏、效率損失等)後,能夠產生1,200百萬瓦時的水量。如果非尖峰時段電力的邊際成本為每百萬瓦時15美元,且水庫以75%的效率運作(即消耗1,500百萬瓦時,並回收1,200百萬瓦時),填充水庫的費用為22,500美元。如果所有儲存的能源在第二天高峰時段以平均每百萬瓦時40美元的價格出售,那麼水庫當天的收入將為48,000美元,有25,500美元的毛利。
然而由於不同類型發電機的運作和燃料成本,電力的邊際成本也有所不同。[121]在一種極端情況下,燃煤電廠和核電廠等基本負載發電廠是邊際成本較低的發電方式,因為它們的資本和維護成本較高,但燃料成本較低。在另一個極端,尖峰承載發電廠(例如天然氣發電廠)燃燒昂貴的燃料,但建造、營運和維護成本較低。為能最大限度降低發電的總運營成本,大部分時間都會調度基本負載發電機,而僅在必要時(通常是在能源需求達到峰值時)才調度尖峰承載發電機。這就是所謂的"經濟調度"。
世界各地電網的電力需求在一天之中和不同季節中均會不同。在大多數情況下,此種需求變化是經由改變一次能源供應的電能來滿足。然而已有越來越多營運商儲存夜間產生的低成本能源,然後在白天的尖峰時段將其釋放回電網,並收取較高的電費。[122]在有水力發電大壩的地區,可將發電延後到需求更大之時。這種儲能形式很常見,可利用現有水庫達成。這並不是"剩餘"而被儲存的電力,但淨效應該相同,而且沒效率損失。風能和太陽能等產量會變動的再生能源往往會增加電力負載的淨變化,而增加裝置電網儲能設施的機會。
為未使用的電力尋找替代市場可能比嘗試儲存電力更為經濟。高壓直流輸電每傳輸1,000公里僅發生3%的損失。
在美國能源部的國際儲能資料庫(International Energy Storage Database )可查詢到全美的電網儲能項目列表,其中許多項目包含有資金來源和金額的資訊。[123]
負載平衡
消費者和工業對電力的需求不斷變化,大致可歸為以下幾種類別:
- 季節性(在黑暗的冬季,需要更多的電力以供照明和取暖,而在炎熱的天氣會增加對空調的需求)
- 每週(大多數行業在週末休息,電力需求會降低)
- 每日(如早上當辦公室開始運作、空調開啟所產生的高峰需求)
- 每小時(英國的電視收視率可通過以下方式估算: 每小時監測廣告時段或節目結束後觀眾起身燒水時出現的電力峰值 。[124])
- 瞬態(因個人行為、電力傳輸效率差異等小因素所造成的波動)
目前因應需求變化的三種主要辦法為:
- 電氣設備通常具有所需的工作電壓範圍,通常為 110–120伏特(V) 或 220–240伏特。系統電壓的些微變化可經輕微的負載變化自動調節。
- 發電廠可在低於正常輸出的情況下運行,而可幾乎立即增加發電量。這被稱為"運載備用(spinning reserve)"。
- 額外的發電機可隨即上線,通常這些是水力發電或燃氣渦輪機,在幾分鐘內即可啟動。
備用燃氣渦輪機的問題是成本較高,昂貴的發電設備大部分時間都處於閒置狀態。運載備用也有代價 - 低於最大輸出運作的工廠通常效率較低。電網儲能將發電從尖峰時段轉移到非尖峰時段。發電廠能在夜間和週末以最高效率運作。
供需平衡策略(及電網儲能)的目的在降低供應尖峰電力的成本,或補償風能和太陽能的間歇性問題。
可攜性
這是目前儲能技術發展最為成功的領域。一次性電池和可充電電池無處不在,為數位手錶和汽車等各種設備提供電力。然而,電池技術的進步通常很緩慢,消費者認為電池儲存能力的進步在很大程度上歸功於高效的電源管理,而非儲存容量的增加。可攜式消費性電子產品極大地受益於摩爾定律帶來的尺寸和功耗兩方面的減少。但摩爾定律並不適用於運送人和貨物。交通運輸的基本能源需求仍遠高於資訊和娛樂應用。隨著於汽車、卡車、巴士、火車、船舶和飛機中以電池取代內燃機的壓力越來越大,電池容量已成為一個問題。這些用途需要更高的能量密度(給定體積或重量中儲存的能量)。液態碳氫化合物燃料(例如汽油/汽油和柴油)以及醇類(甲醇、乙醇和丁醇)和脂類(純植物油、生質柴油)具有比電池更高的能量密度。
有一些合成途徑可利用電力將二氧化碳和水還原為液態碳氫化合物或酒精燃料。這些途徑首先電解水產生氫氣,然後利用產生的氫氣與過量的二氧化碳進行反應,該反應是水-煤氣轉移反應的變體。二氧化碳的非化石來源有發酵廠和污水處理廠。將電能轉換為碳基液體燃料有可能提供可攜式能量存儲,可供現在既有大量機動車輛和其他內燃機驅動設備使用,而不會遇到處理氫或其他外來能源載體的困難。這些合成途徑可能會引起關注,因此法或能改善原本依賴進口石油但擁有或可開發大量再生能源或核能發電的國家的能源安全,以及應對未來可用石油供應將會下降的問題。
石油在運輸領域的利用效率確實不高(石油發動機通常只能將燃油能量的一部分轉化為有用功率,其餘部分則以熱的形式散失)。電動載具的能量轉化效率通常比燃油載具更高。但大規模以後者取代前者並非易事 - 涉及的有電池技術、充點基礎設施建設及電網容量等領域的改進。
參見
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