碳和溫室氣體排放上升，帶來的全球環境危機引起了大多數國家的關注。包括《京都議訂書》和《巴黎協訂》在內的幾項全球公約，已經制訂並執行，130 多個國家宣佈了其淨零排放或無碳生態目標。為了實現這一基本的永續發展目標（SDG），高效率的儲能系統是一項關鍵要求。
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什麼是長期能源儲存（LDES）？
長期儲能（LDES，Long-duration energy storage）技術對於協調波動的電氣設施，與不可預測的消費者需求，以及加強電力系統，以應對惡劣天氣條件非常重要。
根據《能源儲存雜誌》上發表的最新報導，執行時間為兩小時或更短的 LDES 解決方案，可以隨時提供輔助服務或解決發電，和負載之間短期差異所需的服務。
Energy Earthshot 是美國能源部（DOE）的一項新穎措施，目的在透過降低 LDES 成本，來加快電網規模能源儲存的安裝。特別是，該倡議目的在在未來十年內，提供 10 多個小時的容量。10多小時的儲存，由 11.6 億美元的資金水準支援。
作為將波動的生產納，入常規和季節性階段的一種手段，LDES 在高效電力系統中的重要性，在可再生能源發電量變化，超過 80% 的系統中變得尤為明顯。
整合氫液化工藝（HLP）和液態空氣能量儲存（LAES）的新型工藝
能源儲存是提高永續能源利用率，和減少能源浪費的行之有效的方法。液體空氣能量儲存（LAES），是一種可擴充的熱力學儲存方法。當風能和太陽能可再生能源豐富時，LAES 技術會節約能源，並在電力需求高時排放能源。
研究人員在《能源轉換和管理》上發表了一篇報導，指出在非高峰期，可再生能源（即非高峰期電力）被供應給空氣液化裝置，空氣液化約為 78K，並保留在絕緣容器中。液態空氣（LAir）可以在渦輪機內循環、加熱和膨脹，以產生電力。
研究團隊推薦的 HLP-LAES 系統，包括 LAES 充電工藝（LAES-CP）、LAES 排水工藝（LAES-DP）和 HLP。在提高 HLP 的技術和財務可行性的過程中，分析了該技術的儲能屬性。
在空氣節流之前，環境溫度為 90K，膨脹前的理想溫度為 246.5K。當液態空氣（PPSR）的峰值分攤比為 8.0 時，發現日均發電量為 131.3 兆瓦時，系統往返效率為 58.9%，液氫的具體用電量為 7.25 千瓦時/千克 LH2。
如果將隔離的氫液化設施改造為 HLP-LAES，則最早的改造投資報酬率被確定為 9.2 年，這代表了出色的貨幣優勢。
儲能超級電容器的最新進展
能源儲存系統被廣泛用於各種行業，作為聚合能源儲存或分散式臨時能源緩衝器。超級電容器，也被稱為電動雙層電容器（EDLC），由於其有利的特性而成為廣泛研究的主題。
儘管它們的能量密度相對較低，但它們具有額外的好處，如最小的內部阻力、廣泛的操作熱極限，和出色的效率。由於這些優勢，它們非常適合單獨使用，或與其他高能裝置結合使用家用電子產品。
《能源儲存雜誌》的最新報導側重於超級電容器作為一種可行的高階能源儲存選項。電極分類是辨識超級電容器優缺點的最普遍方法。對稱超級電容器中，同時使用雙層材料來兩個電極。這些超級電容器具有最高的精度，得到了廣泛的應用。不對稱電容器與由兩種獨特的電容材料，組成的電極結合在一起，這些材料具有非凡的功率和能量密度。
自放電是主要缺點之一，它阻止超級電容器用於儲存超過 30 分鐘的能量。研究人員發現，在超級電容器儲存的前兩小時中，36% 的能量是可用的。
超級電容器現在正被用於各種應用。電池可以更換或與超級電容器模組整合到所有新開發的消費電子（CE）產品，特別是那些在直流電壓或電力上執行的產品。
開發了一種新穎的直流-直流轉換器機制，該機制僅在沒有電池的超級電容器上執行。
在輔助電源附近，有許多操作HEV技術的替代方案。作為二級電力來源，超級電容器與一級燃燒發動機相結合。輔助源滿足加速運動的峰值功率需求。 這種動力來源經常用於利用再生制動能量，並將其用於補充加速。
雖然它有許多應用，但超級電容器需要建模，才能應用其最先進的功能。
具有低級廢熱回收的 Carnot 電池混合系統
來自中國的研究人員在愛思唯爾發表了他們的研究，重點是將抽水熱能儲存（PTES）技術和廢熱相結合，以提高能量儲存的效率，並解決低階廢熱消耗問題。
只有 34% 的初始能量攝入，被能源框架成功轉化為有用能量，而 42% 被損失為廢熱。Carnot 電池是一種大規模的物理儲能技術，透過熱儲存儲存電能。抽水熱能儲存（PTES）技術是 Carnot 電池的一個分支，過去幾年歐洲已經開始對 PTES 系統進行研究和演示。
研究人員在報導中，提出了用於能源儲存的 B-PTES 系統、R-PTES 系統和 PR-PTES 系統。B-PTES 由熱泵（HP）循環、熱儲存框架，和有機閃光循環（ORC）組成。熱泵循環利用額外的功率，來提高廢熱的溫度。在放電時，儲存的熱能推動 ORC 發電。
R-PTES 系統配有 HP 恢復器和 ORC 恢復器。在熱泵循環中，來自熱泵冷凝器的工作流體透過熱泵回收器，並將電力傳遞到從熱泵蒸發器中排出的操作流體。
調查人員注意到，PR-PTES 系統的功率，對功率效率高於B-PTES系統，這顯示新增的元件提高了 PR-PTES 系統的效率和功能。
隨著 PR-PTES 系統廢熱溫度的提高，功率轉化為能量的效率達到了 85%。此外，當廢熱輸入溫度為攝氏 90.0 攝氏度時，功率對功率效率達到 99.3%。這顯示，與其他能源密集型儲能技術相比，PTES 系統具有優越的優勢。
流動電池：幫助電網規模的能源儲存
麻省理工學院建立的建模框架，可以加快流動電池的生產，用於下一代電網上的大規模、長期能源儲存。兩種不同的物質經受電化學相互作用，電荷在流動電池中轉移。能量儲存的地方（容器）和發生電化學反應的地方（所謂的反應器）之間的分離，是該系統設計的一個重要優勢。因此，電池的容量、功率，以及充電和放電的速度可以獨立調整。選定的化學成分是設計流動電池的一個關鍵方面。這兩種電解質可能含有各種化學物質，但最常見的配置由釩的兩種不同的氧化狀態組成。
簡而言之，正在為儲能系統研究，和開發幾種新穎的技術。這些技術確保了能源生產和儲存的永續未來。
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