美国能源部投入3亿美元支持清洁能源及储能技术

作者: 2023-11-20 12:04 来源:
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6月,美国能源部(DOE)宣布多项资助,支持清洁能源及电池储能技术发展,以实现脱碳目标。

一、1.21亿美元支持清洁能源技术商业化

1、“为有潜力的领先能源技术培育关键进展”(SCALEUP)第3期计划。68日,DOE先进能源研究计划署(ARPA-E)宣布投入1亿美元支持SCALEUP3期计划[1],以加速清洁能源技术向商业化发展。重点资助技术主题包括:

1)电网技术。包括:输电系统(>69千伏)规划和运行技术,包括直流和交流系统;电力分配系统(≤69千伏)规划和运行技术,包括直流和交流系统;改进电网规划、运行或市场的建模、算法或控制方法;电网级电池储能技术;电网级非电池储能技术,如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能技术等;在异常情况下,特别是在可再生能源或分布式发电不断增加情况下,保持电网有效运行的技术;其他电网技术。

2)交通运输技术。包括:替代燃料技术(非生物燃料);改进使用液体或气体燃料发电的发动机/燃气轮机,如提高发动机效率或减少温室气体排放;改进用于交通运输的电动机技术;改进用于交通运输的燃料电池技术;先进或替代车辆设计或关键使能技术,如超轻车辆、先进部件、新型车辆设计和架构等;交通管理、交通行为、自动驾驶汽车等先进交通管理场景技术;先进人力车、船舶、火车等技术;先进飞机技术;改进电池技术用于广泛的汽车应用,包括混合动力汽车、插电式混合动力汽车和电池电动汽车;用于交通运输的储热和非电池储电技术,如超级电容器等;其他交通能源技术。

3)建筑能效技术。包括:新型热电联产设计及方案;提高建筑供热和制冷系统效率的技术;需求响应或管理技术(如智能电表),其他建筑节能技术(如自动控制系统);节能环保的先进照明技术;提高能效的建筑设计,可应用于窗户、隔热材料、屋顶等;其他建筑能效技术。

4)基于液体/气体燃料、核能的发电和能源转换技术。包括:燃料电池燃气轮机联合发电等改进发电设计;改进发动机/燃气轮机发电,使用液体或气体燃料;改进燃料电池技术,与液体或气体燃料发电技术结合;改进核裂变发电技术以及专门用于核裂变安全发电的材料;改进核聚变发电技术以及专门用于核裂变安全发电的材料;碳捕集、利用与封存(CCUS)技术(不包括生物/农业碳管理技术);常规和非常规液体或气体资源的勘探和开采(非地热能资源);改进利用液体或气体燃料发电的规划和运行技术;可燃气体的存储、输运、处理和/或监测技术,包括储罐、管道、泵、传感器等;液体或气体燃料的化学或生物转换技术;可在发电过程中显著节约用水的技术,例如水回收/再循环系统或发电厂的干式冷却;其他发电技术。

5)可再生能源发电技术。包括:能更好获取风能资源的技术,包括配置设计、叶片设计和材料开发,以及风能资源识别、分类和建模工具;风能转化技术,风力发电机和磁性材料、电子产品等;地热能技术,包括泵、支撑剂、增强型地热系统(EGS)、钻井、资源识别(传感器、模型、示踪剂)、区域隔离技术、坚固的设备、低温发电等;水能发电技术,包括海洋能、盐差能、潮流能等技术,以及水资源识别和建模技术;太阳能光伏/聚光光伏技术,包括材料、电池配置、太阳能集光器、辅助系统和其他将光转化为电能或燃料的技术,降低光伏安装成本的技术,以及光伏资源识别和建模技术;太阳能的非光伏转换技术,包括太阳能热转换、通过热或催化途径将太阳能直接转换为燃料,以及其他非光伏转换技术;用于可再生能源发电的半导体材料、电路拓扑、磁性材料、电感器、介电材料、电容器、晶体管、器件封装等技术改进;其他技术。

6)生物质能技术。包括:提高生物质特性的技术,如产量和可持续性,并降低生产或用水成本;生物法制生物燃料技术;非生物法制生物燃料技术,如热化学等方法;供应链关键技术,如原料收集和处理;其他技术,如生物反应器、辅助系统、生物产品、微生物燃料电池、传感器以及生物或农业碳管理。

7)其他能源技术。包括:能以经济高效的方式提供淡水的技术;储热技术;节能制造技术,或用于新能源技术的先进制造;提高电器和消费电子产品能效的技术;提高大型计算机、数据中心和计算基础设施能效的技术;提高工业材料生产能效或减少其排放的技术,包括但不限于玻璃、纸张、铁、钢、塑料、铝、水泥等;提高其他工业过程能效的技术;热回收技术;耐极高温度的材料设计,用于实现新的能源发电技术;开发新的半导体材料或将半导体材料用于创新应用的技术;便携式发电技术,如压电、便携式燃料电池、电池等。

2、清洁能源项目。622日,DOE技术转型办公室(OTT)宣布通过“技术商业化基金”(TCF)为30个清洁能源项目投资超过2100万美元[2],旨在应对商业化挑战,加快开发有前景的技术,并简化流程,以有效地向市场提供清洁能源解决方案。主要资助项目如下:

1地热能。示范超快速硼化工艺,以替代昂贵的地热发电厂组件。

2)太阳能。创建一个商业规模的农业光伏微型电网产品;通过裂纹膜印刷技术提高碲化镉太阳能电池的光电转换效率;开发聚光太阳能热发电(CSP)镜反射目标非侵入性评估技术(Retna)并推进商业化;基于Retna技术提升CSP日光调光器的光学特性。

3)风能。通过高保真模拟克服风电行业采用主动尾流控制的障碍;开发风力互联标准平台(WISP)工具,加速实现分布式风力转换器互操作以及互联认证的自动化。

4)水能。开发供电公司、运营商和规划者进行气候智能决策的交互式可视化和分析网络工具。

5)核能:提高先进非轻水反应堆安全分析系统分析模块的建模能力、保真度和成熟度;推进耐高放射性液位传感器商业化;为换热器、泵叶轮和其他部件提供独特的解决方案;部署新的软件工具提高核反应堆设计的安全性;为乏燃料回收利用及核废料管理进程健全提供基础。

6)氢能。示范高速、大容量平台制造节能固体氧化物电解槽;进行低温压缩氢罐的加速耐久性试验;评估氢和其他替代燃料基础设施安全性的软件工具包;开发用于氢泄漏直接检测的商用原型光纤传感器;开发高性能质子导体固体氧化物电解槽。

7)电网。提供长寿命锌电池模块、测试数据以及扩大和商业化的技术转化计划;加速综合通讯系统(OmniTAP)商业化,以加强对内部流程控制的保护;验证数据驱动相位识别工具,用于确定配电网中客户的相位连通性;开发超稳定的参考电极,作为氧化还原电池的现场系统诊断工具;将开发高容量准固态锌-锰电池;开发用于测量驱动自适应阻尼控制技术的商用软件工具;自组装微电网算法商业化。

二、1.92亿美元支持先进电池及回收利用技术

612日,DOE宣布多个招标计划,投入超过1.92亿美元支持先进电池及电池回收利用技术[3]。详情包括:

1、电子产品电池回收、再加工和电池收集。资助1.25亿美元,支持:制定并组织教育宣传等活动,以促进消费者参与;改进电池回收经济性,如通过改进报废电池收集、运输、保存、拆解相关工艺、技术和管理以降低成本;制定计划,协助各州和地方政府部门建立或加强电池收集、回收和再处理;与零售商建立和/或实施电池收集计划。

2、新型电池研发。通过“先进电池研究联盟”资助6000万美元。通过技术研发和进一步发展国内电池供应链和回收能力,满足未来电动汽车大规模商业化的关键电池需求。包括设计、开发、建造和测试性能更优(耐低温、快速充电、耐用)的电动汽车电池技术,并开发除锂电池以外的电池技术,该类电池的原料储量丰富,还将开发具有成本效益的回收工艺。

3、锂离子电池回收技术。通过“锂离子电池回收奖”资助740万美元支持企业开发和示范锂离子电池回收技术。重点资助废旧锂离子电池收集、分类、存储和运输等技术,旨在实现回收90%的废旧锂离子电池。前期已经进行了三个阶段资助,持续支持锂离子电池回收技术的概念开发、原型制造和试点验证。此次启动了“突破”项目资助和第四阶段资助,前者激励新的技术方案申请,后者则将挑选第三阶段获资助企业进行影响力示范,即通过锂离子电池回收技术示范来验证其可能产生的影响,以推进锂离子电池回收技术向商业化发展。      (岳芳 王盟)



[1] U.S. Department of Energy Announces $100 Million to Support Commercialization of Clean Energy Technologies. https://arpa-e.energy.gov/news-and-media/press-releases/us-department-energy-announces-100-million-support-commercialization

[2] DOE Announces Over $21 Million to Advance Commercialization of Clean Energy Solutions. [2]https://www.energy.gov/articles/doe-announces-over-21-million-advance-commercialization-clean-energy-solutions

[3] Biden-Harris Administration Announces $192 Million to Advance Battery Recycling Technology. https://www.energy.gov/articles/biden-harris-administration-announces-192-million-advance-battery-recycling-technology

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