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能源需求的增长以及化石燃料在能源系统中的持续作用意味着排放量可能在2025年至2035年期间持续上升。排放量尚未达到峰值,全球二氧化碳 在所有自下而上的情景下,预计燃烧和工业过程产生的排放量将持续增长,直至2025年左右。各情景到2030年将开始出现分化,所有情景都显示排放量到2050年将下降。尽管预计排放量将下降,但2050年的排放量在所有情景下仍显著高于净零目标。 排放量下降主要受经济因素推动,尤其是电力和公路运输等领域低碳技术的成本效益不断提升。例如,欧洲的太阳能光伏 (PV) 部署有望实现 2030 年目标,而中国在太阳能和电动汽车 (EV) 的普及方面也取得了长足进步。政策和法规也将继续促进低碳技术的采用,并支持排放量下降。 在我们所有自下而上的情景中,排放量增加将导致全球气温到 2050 年上升 1.5°C 以上,从可持续转型情景下的约 1.8°C 到持续势头情景下的约 2.2°C,再到缓慢演变情景下的约 2.6°C。 预计到 2050 年全球能源需求将持续增加 全球能源需求的增长速度超出预期,地缘政治格局更具挑战性,加上新的需求源的出现和低于预期的效率提升,意味着需求增长的演变可能会朝着意想不到的方向快速转变。 预计到2050年,全球能源需求将增长11%(持续增长情景)至18%(缓慢发展情景)。其中大部分增长将来自新兴经济体,这些经济体人口增长和中产阶级壮大将导致能源需求上升。制造业从成熟经济体向新兴经济体的转移将进一步推动能源需求向这些经济体转移。 新兴经济体,尤其是东盟国家、印度和中东地区的发展至关重要,因为预计到2050年,这些地区将贡献66%至95%的能源需求增长(具体取决于不同的情景)。预计其中很大一部分增长将来自东盟国家,这将巩固该地区作为关键能源需求中心的地位,进一步重塑全球能源贸易流,并提升该地区的地缘政治重要性。 预计成熟经济体以及中国的总体需求将在中短期内趋于平稳。然而,有多种因素可能会影响不同地区的需求走势。在美国,工业复苏将通过电气化推动需求增长;而在欧洲,持续的去工业化将导致该地区的需求下降。 如何满足预计的能源需求增长是能源转型的关键问题之一。可再生能源和新型化石燃料的建设都需要确保供需平衡,而核电在2050年以后可能会发挥更大的作用。然而,对于所有这些能源而言,漫长的项目周期和更高的利率可能会增加成本,并使项目执行面临风险。 随着新的需求中心出现,预计电力消费增长将加速 电气化正在加速——我们的分析表明,在2023年至2050年期间,在能源转型较慢的情景下,电力消耗可能会增加一倍以上,而在转型较快的情景下,电力消耗可能会增加近两倍。相比之下,同期能源总消耗量增长率高达21%。预计到2050年,电力将成为所有情景下最大的能源来源,其消耗将来自传统行业(例如建筑电气化)以及新兴行业(例如数据中心、电动汽车和绿色氢能)。 在这些新的需求中心中,最引人注目的是人工智能 (AI) 的兴起以及随之而来的数据中心的繁荣。人工智能对未来能源需求的影响可能因其众多应用以及其他技术的增长轨迹而存在巨大差异。我们的研究估计,到 2050 年,云解决方案、加密货币和人工智能的兴起可能导致数据中心占全球电力需求的 2,500 至 4,500 太瓦时 (TWh)(占总电力需求的 5% 至 9%)。数据中心主要由电力驱动(并配有备用发电机),且需求持续稳定,因此对天然气或其他稳定能源的需求更大,以平衡可再生能源...
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根据《月度电力行业报告》的最新初步数据,加州居民越来越多地将电池存储与太阳能装置结合使用。 自 2023 年 10 月我们开始收集数据以来,与电池配套的新型住宅太阳能光伏系统的比例有所增加。2024 年 4 月,超过 50% 的住宅太阳能光伏装置与电池储能系统配套,而 2023 年 10 月这一比例仅为 20% 多一点。 符合净计量条件的太阳能装置转向更多电池储能 这是在加州补偿结构发生变化之后推出的。净计量通过记入用户的电费账单,对分布式发电产出进行补偿,这些产出将返回电网。 2023年4月,加州修订了已安装屋顶太阳能的家庭发电机通过净计量电价获得补偿的方式。新的结构被称为净计费电价(NBT),它提供了可变的补偿率。可变费率激励将太阳能发电设施与电池储能系统配对,因为电池储能系统使客户能够在电力需求相对较高的时段(通常是太阳能发电机发电量较低的晚上)将电力输送到电网。 太阳能与电池装置的结合约占加州所有已安装住宅净计量容量的 9%,2023 年 10 月至 2024 年 4 月期间新增了 40,000 多个装置。这些装置为该州带来了 232 兆瓦 (MW) 的新电池存储容量。 在加州居民于 2023 年第三季度安装了创纪录数量的太阳能发电设施并有资格获得电力公司的补偿后,电池存储量不断增加。 2023年第三季度,加州符合净计量条件的住宅太阳能装机容量与2022年同期相比增长了22%,这是由于补偿结构调整前客户的装机容量所致。调整生效后,第四季度的增速有所放缓,但净计量相关的装机容量仍在持续增长。目前,加州在小于1兆瓦的住宅净计量系统中已安装的太阳能容量超过12,000兆瓦。 在新的NBT结构下,补偿率会根据太阳能发电时间全天变化。平均而言,该补偿率低于之前的补偿结构,即净能量计量2.0(NEM 2.0),该结构以固定的零售电价补偿发电商。...
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随着时间的推移,对零碳世界的热情引发了人们向环境可持续性领域的巨大转变。然而,通往低排放世界的道路上仍存在诸多挑战,包括对实现这一目标的工具存在不同看法。对所谓绿色气体的追求,以及碳排放单位的商业案例有人回避,有人欢迎,都充分证明了这一点。
尽管人们已多次尝试厘清碳单位的细微差别,但关于这一主题的争论仍然趋于两极分化。支持碳单位的人坚信,碳单位将在脱碳进程中发挥关键作用,因为他们认为碳单位是全球环境行动的关键工具,凸显了碳补偿在超越当前碳密集型格局、实现净零排放目标方面的重要性。
为了实现世界零排放,碳去除量需要货币化,各国政府需要制定国家碳去除目标,并采取激励措施刺激需求。研究结果强调,在预期的未来碳价背景下,以具有吸引力的成本水平实施项目至关重要。
报告进一步指出,基于自然的解决方案(NBS),例如植树造林和土壤碳,具有最大的规模化潜力,其每吨成本低于工程解决方案,许多部署机会的成本低于每吨二氧化碳 100 美元,而工程解决方案的成本则在每吨 100 至 1,000 美元之间。
另一方面,当前碳补偿实践的反对者认为,二氧化碳证书是一种普遍存在的“漂绿”策略,它为污染企业提供了一个机会,让他们用金钱来逃避气候保护责任,而不是控制其排放足迹。这些反对者坚决反对日益增长的碳排放单位使用,他们也不相信他们所谓的“绿色气体神话”。
随着气候变化无情地冲击着世界,过去几年来,削减排放的必要性日益凸显。然而,迈向可持续发展的最终目标,仍然始于量化排放,即衡量企业运营的碳足迹。
此举不仅涵盖直接产生的碳排放总量,还涵盖个人或组织间接产生的碳排放,以揭示其对环境的影响,并作为企业制定减少和补偿这种影响的策略的基准。
一旦公司对其碳足迹有了更深入的了解,可持续发展之旅的下一步就是找到补偿和减少这些排放的方法,以更新自然并促进环境健康。
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汽车是美国最大的全球变暖污染源之一,占该国排放量的近四分之一。幸运的是,越来越多的电动汽车 (EV) 已经帮助减少了排放。在其使用寿命内,电动汽车产生的全球变暖排放量远低于内燃机汽车,即使化石燃料发电占主导地位。
汽油和柴油发动机对环境的影响主要来自行驶过程中的尾气排放,而电动汽车相关的全球变暖排放主要发生在“上游”,即在汽车运行之前、制造过程中以及为其供电时。这意味着,要使电动汽车技术更加清洁,应该针对电动汽车生命周期中的这些阶段,通过使用再生材料制造电池,并向电网添加更多可再生能源,这些措施可以对汽车整个生命周期的环境影响产生重大影响。
未来 15 年,美国道路上的电动汽车数量预计将大幅增加,从目前的约 100 万辆增加到可能数千万辆(取决于多种因素)。随着电动汽车需求的增加,对电动汽车电池的需求也将增加——而为了生产出足够数量的电池,我们必须解决许多物流、环境和道德障碍。
源头问题
每辆电动汽车的动力都来自数百个甚至数千个锂离子电池单元。每个电池单元都依赖于从世界各地开采的矿产,而采矿可能带来大量道德和环境挑战。例如,锂的开采会消耗大量的水。在世界上大部分钴产地刚果民主共和国,国际特赦组织和其他组织已充分记录了锂对社区健康和人权的负面影响。
按照目前的开采速度,电池中使用的关键矿物的储量可使用 50 年,但随着对电动汽车的需求不断增长(希望这一趋势能够持续下去),生产足够的矿物来制造这些电池的挑战也将随之增加。
幸运的是,回收利用提供了建立长期可持续的关键电池材料供应的可能性。通过从报废电池中提取这些材料,制造商可以避免开采新材料带来的道德和环境影响,并在未来 15 年内满足高达 30% 的总需求。随着电动汽车市场的增长,最终可回收利用的材料供应也将增长,从而更容易随着时间的推移持续满足电池需求。
尚未开发的潜力——储存
当电动汽车电池达到使用寿命时,必须以某种方式进行处理:重新利用、回收或处置。由于目前美国没有大规模运营的电动汽车电池回收设施,许多退役的电动汽车电池最终被闲置在仓库储存设施内。虽然这令人沮丧,但这也意味着有很大的改进空间。
锂离子电池的使用寿命预计可达多年,与大多数人更换汽车的速度类似——因为车辆磨损,或者因为老化和使用导致电池的储能容量下降到低于车主的最佳性能。不过,此时电池的原始容量可能仍会保留三分之二或更多:足以满足充电站供电或建筑物备用电源等需求。
不幸的是,如今各电动汽车品牌缺乏标准化的包装、标签和化学成分,这给以这种方式进行再利用带来了障碍。而目前的废物管理政策根本没有考虑到电动汽车电池。目前,全球只有不到十几家回收设施在处理电动汽车电池。全面投入运营后,它们的总产能每年只能回收 30 万块电池,约占当今全球电动汽车销量的 10%。到 2030 年代初,预计这种回收能力将仅占年销售额的 1%。显然,如果废物处理设施要跟上电动汽车的增长速度,就需要大规模扩建。
重复使用电池、回收材料和增加可再生能源发电量,对于减少电动汽车对环境的影响具有巨大潜力。随着需求的增加,政策可以在为电动汽车的未来做好准备方面发挥重要作用:为新电池中的回收材料制定严格的标准,建立负责任地处理报废电池的设施,制定使电池重复使用更加可行的标准,并为采矿和材料加工采用严格的环境和劳工标准。制造商以及州、联邦和国际政策制定者都应确保电动汽车尽可能可持续。
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温室气体 (GHG) 排放是当今世界面临的主要问题之一。交通运输部门的车辆以石油为动力,排放了大量的温室气体。最近,开发电动汽车以满足允许的温室气体限值已成为全球研究的重点。近年来,电动汽车 (EV) 的研究出现了巨大的增长。然而,全面分析和介绍电动汽车需求和发展的评论仍然不足,这篇综合评论就是为了填补这一空白。这项研究揭示了许多与具体发展相关的发人深省的理解,特别是电动汽车的全球需求和增长以及电力和电池需求、电动汽车的当前技术发展、储能技术和充电策略。它还详细介绍了下一代电动汽车及其技术进步,例如无线电力传输。通过电动汽车实施开发智能城市概念为这篇评论增添了新的内容。这份摘要对学者和政策制定者都有利,因为目前缺乏同时和整体评估电动汽车全球需求和发展的综合性评论。这份评论总结了投资者和政策制定者对电动汽车出行的直觉。 由于无污染、不依赖化石燃料能源、效率高、噪音小等各种有利环境,电动汽车 (EV) 的采用率在世界各地不断增长。目前对电动汽车的研究涉及扩大运输、降低成本和规划有效充电策略的手段和生产力。无论是混合动力车、模块化跨界车,还是众多功能性电动汽车中的一款,随着成本的下降,人们的兴趣都会增加。此外,电动汽车的发展基于当前和未来的全球需求,这与电力和电池需求相互关联。除此之外,电动汽车的生产性发展取决于全球价值观、电动汽车政策、综合框架、相关外围设备和易于使用的编程的改进。然而,化石燃料的主要能源仍然主导着世界的道路运输,但电动汽车的采用只是时间问题;在未来十年,人们将开始依赖电动汽车。 尽管电动汽车几乎不会产生温室气体排放,但当电动汽车的组织与强度结构的 DE(分布式能源)碳化相匹配时,交通电气化在缓解环境变化方面的好处将变得更加明显。战略继续提高电气灵活性。电动汽车的使用通常始于制定许多目标,然后是接收和充电车辆的规范。电动汽车审批计划通常包括采购计划,以激发人们对电动汽车的兴趣并在公共充电基础设施系统中脱颖而出。另一方面,电动汽车展示的技术发展导致了无数电动汽车充电站的建立,电动汽车网络(电动汽车电网集成)可以与这些充电站连接起来。较新的充电站可分为私人和非私人充电站,可促进中速充电(1级和(2级)和快速充电(3级和DC)。中速充电端口为电动汽车的高收费站。然而,未来的充电站将在商业地点开发,使其成为具有广泛充电端口的电动汽车加油站。无线创新是未来电气设备多功能性的核心。这些渐进式发展涵盖了项目的整个价值链和整个循环经济:管理人员的研究,原油的生产和加工,电池设计,以及电池的生产,使用和处置(分类,再利用和再利用)以及总体节约和可维护性的解决方案。目前电池的大部分进展依赖于锂颗粒,锂颗粒的聚合物,或镍镉,镍氢。Naumanen等人及其团队报告了中国,欧盟,日本和美国固态锂离子电池汽车的方法。他们总结了国家电池改进系统在电动汽车方面的大量使用。中国和美国是领先的电池许可国和监控国。然而,发展中国家可以依靠它们来维持与电动汽车相关的开发和制造研发部门。尽管基于电池的创新取得了进展,但电池测试阶段、测量仪器的构造、电池的处置和再利用以及评估的进行都很重要。二氧化碳排放量将发生变化 随着能源使用和发电碳强度的下降,电动汽车车队从油井到车轮 (WTW) 的温室气体排放量将减少。因此,电动汽车可以引领交通运输部门脱碳,实现碳中和。 除此之外,智慧城市正在寻找新的解决方案来解决由电网、开发和基础条件(如车辆、废物、能源)的运行引起的一些城市困境(环境、社会和金融)。然而,这种合作并不总是可以实现的,应该进行测试以获得最显著的优势。运输系统中石油产品的使用会因二氧化碳和主要空气污染物排放引起的颗粒形成和非自然气象变化而造成大气污染。世界上有许多矿物填充车辆可以携带破坏臭氧层的物质,这是世界面临的重大挑战之一。考虑回答请求的好处是改善使用低碳或低碳能源的充电协调。电动汽车的另一个重要方面是电池的充电。电池的充电速度取决于电动汽车的类型和主电池的充电量。在大多数情况下,充电器分为四个级别,从 1 级到 4 级。要完成检查点,必须对电动汽车的相关条件进行准确评估。能源与土地利用之间的协调以及与全球气温变化和空气污染相关的问题是交通运输部门的基本先决条件。因此,汽车制造商只需建立更明显的激励措施,就能看到越来越有效的结果。在这个特殊情况下,最近出现了选择性燃料和电动汽车的集中。国际能源署 (IEA) 正在采取措施减少类似的二氧化碳 (CO 2eq ) 的流出,许多国家已将电动汽车引入市场作为重要目标。 为了克服这些困难,本研究提出了一种电动汽车发展的创新方法,为发展中国家和非发展中国家提供适当的指导方针。电动汽车协调各种类型的个人成就,将电动汽车的整体领域划分为几个关键领域,可以提供越来越重要的逐点数据。考虑回答请求的好处:改善使用低碳或低碳能源的费用协调。假设使用 DG(分布式发电)资产的强度结构表示将进一步增强并与可持续能源相结合。以下文章总结了电动汽车的现状、政策、未来需求和电动汽车相关技术,特别是深入研究了下一代电动汽车及其方法。如今,智慧城市的发展和维护是热门话题,电动汽车在可再生能源增长中发挥着重要作用。在这方面,本研究进行了与影响相关的讨论。最后,本研究总结并探讨了一些不同的方法及其优缺点。这些讨论将为增加全球电动汽车的增长提供一个总体框架。 然而,了解全球电动汽车的增长情况也很重要。图中显示了全球电动汽车库存和电动汽车销售市场的摘要。市场份额报告显示,新售汽车总数中有 3% 是电动汽车。Navigant Research 报告指出,到 2020 年,这一数字可能会超过 7%,即每年全球 660 万辆。过去十年,电动汽车的运输发展迅速;2018 年,全球电动汽车运输量超过 500 万辆。这比上一年增长了 63%。2018 年,约...
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