第一情报 ---能源与环境

2013年美国能源战略发展最新动态

供稿人:董瑞青  供稿时间:2013-9-16   关键字:美国  能源战略  发展动态  
奥巴马总统上任伊始,即推行美国能源战略。美国能源战略内涵极为丰富,但总结而言主要是发展可再生能源和新能源汽车。那么,进入2013年以来,美国政府奉行的能源战略有哪些发展方向呢?基于上述考虑,笔者对美国能源部近几个月以来投资发展的可再生能源及新能源汽车的战略领域进行了翻译和整理,这主要包括:波浪和潮汐能、藻类生物质燃料、下一代燃料电池、先进核电反应堆、下一代生物质燃料等领域。希望通过跟踪梳理美国能源部对上述领域的投资,为我国能源产业的发展指明战略方向。
 
一是波浪和潮汐能(Wave and Tidal Energy)。2013年8月29日,作为奥巴马政府能源战略的一部分,美国能源部宣布投资1600万美元支持17个项目,以充分发展和利用波浪、潮汐和水流释放的能量。这些项目将为美国增加电力生产,提高波浪和潮汐能设备的可靠性,以及推动这些设备与周边环境的互动性,帮助收集有价值的数据。波浪和潮汐能是一个大的、未开发的能源,是美国可再生能源战略的重要组成部分。潮汐能和波浪能是一种清洁的、可再生的能源,可以利用美国许多海岸城市的瞬息万变的潮汐、波浪产生电力,以满足这些城市的高电力需求。据美国能源部评估数据显示,美国境内潜在的可开发的波浪和潮汐能资源约为每年1400太瓦时(Terawatt)。1太瓦时的电力足够美国8.5万户家庭的使用。因此,美国开发出小部分波浪和潮汐能将可以为数以百万计的美国家庭供电。在17个项目中,有8个项目,约为1350万美元,以帮助美国公司开发设计出耐用、高效的波浪和潮汐能设备,降低整体制造成本,并最大限度地提高能量捕获量。上述8个项目将进一步开发新的传动系统,发电机及结构件,以及开发预测海洋状况的软件,并根据电力的优化生产相应地调整设备的设置。如,ABB公司将开发一个价格实惠、高效、体积约为传统发动机一半大小的新型发电机;美国海洋能源公司将开发和测试浮浪设备的船体设计技术;Dehlsen公司将为其Centipod波浪装置开发新的软件,以预测未来波浪变化并调整系统设置,以最大限度地提高输出功率。另外9个项目,约为240万美元,将集中收集、分析和处理从波浪和潮汐能项目中反馈回来的数据,寻找潜在的发展领域。由于波浪和潮汐能这一新能源产业的发展,这些项目将有助于确保主动解决潜在的环境影响,提高项目开发的效率和责任。
 
二是藻类生物质燃料。2013年8月1日,美国能源部宣布了超过2200万美元的新投资,以帮助开发具备成本竞争力优势的藻类(Algae)生物质燃料项目。其中,在美国加利福尼亚、夏威夷和新墨西哥的四个项目被授予了共计1650万美元的经费支持。这些项目将有助于促进藻类生物质燃料的技术发展,同时降低资本和运营成本并有助于商业化规模生产。这些项目包括:1.夏威夷生物能源(美国能源部投资500万美元):基于利胡埃(Lihue)、考艾岛(Kauai),夏威夷生物能源将开发一个具有成本效益的光合开放的池塘系统来生产藻油。该项目还将展示预处理技术,以此减少能源使用,降低提取脂质和生产燃料中间体的整体成本。2.蓝宝石(Sapphire)能源公司(美国能源部投资500万美元):总部位于加利福尼亚州圣迭戈的蓝宝石能源公司将开发一个新的生产程序,以使得现有的炼油厂能兼容生产藻类生物质燃料。该项目通过改进栽培工作,以提高藻株的产量。3.新墨西哥州立大学(美国能源部投资500万美元):新墨西哥州立大学将发展微藻的增产技术,同时创新收获和种植过程,降低生产成本,支持全年生产。4.加州州立理工大学(美国能源部投资150万美元):美国加州州立理工大学将继续进行藻类菌株的研究和发展工作,以提高其产量,比比较两个独立的加工技术。该项目将立足于位于加利福尼亚州德里的市政污水处理厂,因为这有6英亩的藻类池塘。5.俄亥俄州的FDC公司(美国能源部将投资600万美元):FDC公司将进行整个生物质原料供应链的研究和开发工作,以减少收获、处理和预处理成本。FDC公司将与位于爱荷华州、堪萨斯州、弗吉尼亚州和田纳西州的一些独立的藻类种植者和生物燃料公司一起合作,开发生物质燃料领域的新设备,生物炼制输送机设计技术,以及改进的预处理技术等。
 
三是下一代燃料电池。2013年8月1日,美国能源部宣布投资450万美元支持下一代燃料电池系统发展。该笔投资主要支持两个项目,分别由总部位于明尼苏达州的3M公司,以及位于科罗拉多州戈尔登的科罗拉多矿业学院牵头负责。通过支持上述项目,美国能源部旨在降低下一代燃料电池的成本,提高耐久性和燃料电池效率。美国能源部的该项计划主要是支持那些可以在炎热和干燥条件下运行的具有成本效益、高性能的燃料电池膜的研究和开发工作。例如,3M公司将获得300万美元资助,专注于开发创新的燃料电池膜,该燃料电池膜耐用性及性能具有大幅提升,并很容易商业化。科罗拉多矿业学院将获得150万美元的资助用于开发先进的尖端混合膜技术,这样使得新一代燃料电池结构更加简单,成本更低,并能在高温条件下更好地运行。在过去的几十年中,美国能源部在燃料电池的开发中部署了大量项目,这使得自2002年以来,美国燃料电池的运输成本降低了80%以上,产生了400多项专利,以及65项可以商用的技术,其中近40项技术在全球占据领导者地位。
 
四是先进核电反应堆。2013年6月27日,美国能源部宣布投资350万美元,支持发展超越传统轻水反应堆的4个先进核电反应堆项目。这些项目主要由通用原子(General Atomics)公司,通用日立(GE Hitachi)公司,GEN4能源公司,以及西屋(Westinghouse)电气公司负责实施,以解决下一代核反应堆的设计、建设以及经营所面临的关键技术挑战。公共和私营部门对先进核反应堆的研究,将有助于巩固美国在下一代核能技术的领导者地位,使得低碳的核电对美国能源经济发展做出重大贡献。这四个项目包括:1.通用原子公司(位于加利福尼亚州圣地亚哥):通用原子公司将致力于碳化硅(Silicon Carbide)复合材料的研究和发展。碳化硅复合材料可以作为先进核反应堆的燃料棒包壳材料,并且非常安全和可靠。碳化硅复合材料的发展将有助于推进先进核反应堆技术的发展。2.通用日立核能技术公司(位于北卡罗来纳州的威尔明顿):该公司将开发高温绝缘材料和强大的分析工具,帮助设计和制造电磁泵、液体金属冷却核反应堆。通用日立核能技术公司开发的电磁泵比传统的机械泵运动部件少很多,并提高了可靠性和安全性,同时降低了维护成本。3.GEN4能源公司(位于科罗拉多州丹佛市):该公司将利用铅铋冷却剂来研究和发展先进核反应堆的自然循环设计。该项目将开发新的计算机模型,有助于自然循环流量的可视化,并集成到安全、可靠的反应堆设计。4.西屋电气公司(位于宾夕法尼亚州的匹兹堡市):西屋电气公司将重点分析钠池的热工水力学,以支持先进的核反应堆设计。该项目将提供分析工具,以帮助量化换热器性能,并提高钠冷却反应堆设计能力。
 
五是下一代生物质燃料。2013年7月1日,美国能源部宣布为4个研究发展项目投资1300万美元,以支持发展下一代生物质燃料。以烃为主的非食品原料、废弃物和藻类制成的生物质燃料将可以直接替代汽油和其他燃料,从而有效减少美国二氧化碳排放。美国能源部将继续采取措施,加快发展清洁、可再生的生物燃料,使其生产成本大幅下降,到2017年实现生物燃料每加仑3美元的成本目标。这4个项目包括:1.Ceramatec公司(位于盐湖城,美国能源部投资额为330万美元):Ceramatec公司将利用高效的电化学除氧过程,开发具有成本效益的技术,从生物油中分离氧气。该项目将帮助传统的石油炼油厂进一步生产烃类产品。2.橡树岭国家实验室(位于田纳西州橡树岭,美国能源部投资额为210万美元):橡树岭国家实验室将在生物油中,使用微生物电解过程有效地进行水中去氢。这项技术将有助于降低生物油的腐蚀性,提高氢气和生物质转化为生物燃料的效率。田纳西州的诺克斯维尔大学,佐治亚理工学院,奥美科技集团和Fuel Cells Etc公司也将参与这个项目。3.俄克拉荷马大学(位于俄克拉荷马诺曼,美国能源部投资额为400万美元):该大学将研究两种方法——热分馏和超临界溶剂萃取——最大限度地提升可再生碳和氢的数量。4.Virent公司(位于威斯康星州麦迪逊市,美国能源部投资额为400万美元):该公司将使用BioForming技术来创新分离过程,从而提高木质纤维转化为生物质燃料的效率。Virent公司将竭力提高生物质碳转化效率,这有助于降低生产烃生物燃料的成本。
 
参考资料:
Energy Efficiency & Renewable Energy, U.S. Department of Energy,即美国能源部能源效率与可再生能源办公室(EERE)。

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