能源革命中的物理储能技术

促进储能技术与产业的健康发展,对于提高可再生能源比例、保障能源安全、提高能源利用效率、推动能源革命具有重大的战略意义。物理储能作为最重要的一种储能方式,得到了国内外广泛关注。文章剖析了物理储能技术的重大需求,总结了国内外物理储能技术与产业发展现状与趋势,比较了国内外物理储能技术发展水平,明确了物理储能技术发展问题与挑战,并提出了相应发展建议,旨在为我国物理储能技术和产业的研究与发展提供详实的参考。     

变革性储能技术的化学工程科学问题

本文归纳总结了变革性储能技术的研发现状和发展趋势。从化学工程学科的角度,分析了变革性储能技术发展面临的主要挑战,凝练了储能材料—器件—系统亟需解决的关键科学问题,提出了“新能源化工”发展的新思路及未来的研究重点,助力推动我国变革性储能技术的研发能力提升,为促进绿色低碳发展发挥战略性、基础性和先导性作用。     

多能源互补分布式能源的研究基础与展望

基于第233期双清论坛关于多能互补分布式能源系统基础研究的学术研讨,本文分析了分布式能源系统的发展现状、未来发展趋势及我国发展分布式能源系统面临的困境和挑战,凝练了发展多能源互补分布式能源系统亟需解决的三个关键科学问题,分别是多能源互补的能质能势理论;多能互补的协同转化与能势耦合机制;多能互补的源—荷变化规律与主动调控机制。提出了未来5～10年分布式能源发展的重点资助方向及建议。     

电化学储能技术在内蒙古西部电网的应用前景

文章介绍了4种电化学储能类型,并对4种储能技术进行了对比,针对内蒙古西部电网存在的问题,提出了改善思路,提高电力系统稳定运行,使电能质量得到了改善。     

电化学能源核心技术的关键科学问题

第218期双清论坛"电化学能源"针对二次电池和特种电化学能源、燃料电池、超级电容器、电化学能源方法与基础等方面,聚焦电化学能源核心技术和关键科学问题,分析了基础前沿和国家重大需求,总结了我国电化学能源体系中的"卡脖子技术"及其背后的关键科学问题,提出了解决这些关键科学问题的思路、举措和保障机制,以及未来5～10年的重要研究方向。     

压缩空气储能技术在崇明的应用前景

面对崇明电网中间歇式能源日益增加的挑战,本文提出了一种成熟的绿色的物理储能技术方法——压缩空气储能技术。压缩空气蓄能电站在国外已成功运行多年,本文引用了大量相关数据作为佐证,验证该技术在崇明推广的可行性。     

多能互补的分布式能源系统理论和技术的研究进展总结及发展趋势探讨

基于第233期双清论坛的学术研讨,本文围绕能源动力系统高效清洁低碳和环境能效相容发展等内容,梳理了我国当前能源利用所存在的主要问题,指出分布式能源系统和大规模集中供能的有机结合是未来能源系统发展的方向。探讨了多能互补的分布式能源系统发展的原理与方法,进一步凝练了发展多能互补分布式能源系统亟待解决的关键科学问题和重要研究方向,为国家自然科学基金委员会在未来5～10年对该方向的研究资助提供了政策建议。     

太阳能高温热化学储能技术发展现状及科学问题

太阳能高温热化学储能技术具有储能温度高、储能密度大、储能时间长、能量损耗低以及易远距离运输等诸多优势,是太阳能高效储存、转化和利用的前沿热点方向之一。该技术的基础研究工作一直受到国际能源领域的广泛关注,其技术突破对我国能源技术变革以及储能技术核心竞争力的提升具有重要支撑作用。本文基于第311期双清论坛总结了太阳能高温热化学储能技术的技术特点、研究进展和发展趋势,凝练了太阳能热储存与转化过程中的关键科学问题,并对太阳能高温热化学储能技术基础研究的关键研究方向和内容提出了具体建议。     

基于专利指标的新兴电化学储能技术未来产业影响力比较

为探索更加完善的新兴电化学储能技术未来产业影响力比较体系,引入技术价值度、国际市场布局、合作研发强度、产学研合作密度、专利申请量等指标,依据改进粗糙集属性重要度权重计算方法,对锌空气电池、钠离子电池、铝空气电池与钠硫电池进行连续6年的未来产业影响力综合比较。研究结果表明:锌空气电池未来产业影响力最接近于钠硫电池,但仍差距很大,需加强技术合作;钠离子电池产业影响力近年呈"井喷式"增长态势,未来产业影响力仅次于锌空气电池,在保持产学研合作力度的同时需注重成果转化;铝空气电池未来产业影响力最小,需加大研发投入以取得技术进步。     

电化学储能过程中的界面传递

界面传递,尤其是溶剂化离子的传递机制及其过程强化是高能量密度电化学储能器件的关键科学问题之一。本文首先介绍了界面电化学理论的发展历程和界面表征方法,然后总结了溶剂化离子界面传递的研究进展,重点关注了其对电极结构稳定性、储能机理和电极反应动力学的影响机制,介绍了界面传递的计算模拟和表征手段以及液流电池变革型储能技术,并对碳达峰碳中和背景下的界面传递研究方向提出建议。     

分布式储能的发展现状与趋势

储能技术是解决可再生能源间歇性和不稳定性、提高常规电力系统和区域能源系统效率、安全性和经济性的迫切需要,是发展"安全、高效、低碳"的能源技术、占领能源技术制高点的"战略必争领域",储能在分布式可再生能源应用与智能微网领域具有重大的战略需求、重要的研究价值和巨大的发展潜力。文章分析了分布式储能技术现状、技术创新及其发展对相关产业的带动,并结合分布式储能的技术与产业特点给出了发展储能技术的政策建议。     

2016-2030年中国空间科学发展规划建议

半个世纪以来,空间科学不仅极大拓展了人类的认知领域,改变了人类对自然与自身的认识,而且牵引和带动了航天和相关高技术的快速发展,为国家安全、科技进步提供了支撑和保障,同时通过大批创造性的发明和技术应用,为国家经济社会发展、人类生活质量改善提供了源源不断的创新活力。在分析国内空间科学发展现状的基础上,文章阐述了我国2016—2030年空间科学拟研究的前沿科学问题,提出了我国至2030年空间科学发展战略目标、空间科学计划及所包含的科学卫星任务,并探讨了支撑和保障空间科学发展所需的技术手段与能力。希望通过系列空间科学计划与任务的实施,为我国经济社会发展和人类文明进步做出应有的贡献。     

科技创新助力构建国家能源新体系

能源是国家赖以生存和发展的物质基础。以能源绿色转型发展支撑经济社会的高质量发展,是一项长期而艰巨的任务。构建清洁低碳、安全高效的能源体系是我国未来能源发展的重大战略目标,而科技创新是实现这一目标的关键。文章在分析我国能源发展现状的基础上,指出了我国能源发展存在的主要问题及面临的重大挑战,提出了以化石能源清洁高效利用与耦合替代、清洁能源多能优势互补与规模应用、低碳化多能战略融合为主线的能源科技发展新思路和战略建议。     

基于模糊环境下面向能源互联网多种储能项目建设决策研究

随着能源互联网的提出,传统能源系统本质上的缺陷如各能源间协调性及其建设性质等问题可得到有效的解决。而储能作为能源互联网的重要组成部分,其运行效果分析和投资决策是支撑能源互联网绿色可持续发展的关键环节。因此,对储能电站选择的合理建设投资决策进行深入研究。首先,运用文献阅读与专家讨论方法,建立储能性能综合评价指标体系。在此基础上,考虑标准值的模糊性和评价环境的不确定性,建立一个高效的储能运行效果评价模型,并对能源互联网中的潜在储能设备进行综合评价从而实现面向互联网的储能建设决策。     

国际能源科技发展动态研判与战略启示

当前能源系统正在从化石能源绝对主导向低碳多能融合方向转变。全球能源生产与消费革命正在不断深化,新兴产业与新业态不断发展壮大。主要发达国家在能源转型过程中以科技创新为先导,以体制改革为抓手,致力于解决主体能源向绿色低碳过渡、多能互补耦合利用、终端用能深度电气化、智慧能源网络建设等重大战略问题,构建清洁低碳、安全高效的现代能源体系,抢占能源科技革命和产业变革的战略制高点。能源技术创新处于高度活跃期,新兴能源技术正以前所未有的速度加快迭代,正孕育一批具有重大产业变革前景的颠覆性技术。文章系统梳理了世界主要发达国家和地区的能源科技领域重大发展战略规划,分析了国际重大科技前沿进展与重要成果,以准确把握世界能源技术变革和演进方向,进而为我国能源科技领域的优先谋划和布局提供重要参考。     

全球海域波浪能资源储量分析

利用1957-2002年ECMWF的ERA-40 wave reanalysis海浪再分析资料,初次计算了全球海域波浪能资源的总储量和有效储量,为海浪发电、海水淡化等波浪能资源开发利用提供科学依据.研究发现:①全球大部分海域的年平均波浪能流密度在10kW/m以上,高值区位于南北半球西风带,呈东西带状分布,南半球西风带的能流密度能达到(60～100)kW/m,北半球西风带约(30～50)kW/m;②全球大部分海域的波浪能资源开发可用波高出现频率在90％以上,南大洋可用波高出现频率整体高于北大洋,大洋中部出现频率高于近岸海域,大洋东部近岸出现频率高于大洋西部近岸;③全球海域的波浪能资源储量可观,总储量的高值区位于南北半球西风带海域,南半球西风带海域的单位面积波浪能资源总储量基本都在50万kW/(h·m)左右,北半球西风带海域基本在(30～50)万kW/(h·m),中低纬海域在(5～30)万kW/(h·m),仅部分零星海域的总储量在5万kW/(h·m)以下,有效储量的分布特征与总储量分布特征较为一致;④综合能流密度的大小、可用波高出现频率、资源储量来看,中国海虽然并不处于全球波浪能资源的优势区域,但仍处于可用区域,相对富集区分布于南海北部、东海中南部海域.     

页岩油开发利用及在能源中的作用

美国页岩油开发使其从原油进口国一跃成为净出口国。实践表明,从寻找圈闭到源储一体的页岩油富集带(即“甜点”)的勘探思路转变和以水平井分段压裂为代表的技术创新是美国页岩油规模开发的关键因素。对比北美海相页岩油,中国陆相页岩油资源潜力巨大,但禀赋条件较差,前期勘探开发经验表明陆相页岩油的适应性技术急需攻关。经过石油行业及相关科研院所的持续攻关,目前中国页岩油开发利用已实现了“点”和“线”的突破,正在向“面”的突破努力。一旦实现规模效益开发,中国的页岩油革命就将改变中国能源格局。文章在国内和国际页岩油发展趋势研究,以及中美两国页岩油地质工程特征对比分析的基础上,提出了中国页岩油开发利用的政策建议。     

RFID技术在仓储管理中的应用

射频识别是一种新兴的自动识别技术,其优越的性能特点使之将会在未来的应用中慢慢取代条形码,并将在仓储物流领域发挥重要作用。通过与传统条形码的对比介绍了RFID技术及其特点,针对桂林市某粮油现在的大米仓库管理状况,分析了RFID技术在其仓储管理各个环节中的应用,并提出该技术未来的研究方向。     

中国储能技术的科学能力测度与国际比较

储能技术是指引人们走向绿色清洁低碳新未来的关键一环。为了全面了解并定位中国在储能技术领域的科学研究能力,本文综合运用文献计量和社会网络分析及可视化方法,从多维度和长时间跨度的视角综合测度中国在储能技术领域的科学能力并进行国际比较分析。研究结果表明该领域科学产出呈现显着增长;美国的科学产出与科学影响力都处于优势地位;中国科学产出位居榜首,但其科学影响力却相对不足;美国一直占据跨国家/地区科学合作网络的中心,中国逐渐成为合作网络的重要成员;“相变储能”、“超导磁储能”、“超级电容器”、“锂离子电池”、“储能材料”等是储能技术领域的重要研究主题。