铁-空气电池和甲醇发电模拟测试

模拟结果显示,5 兆瓦时钠离子电池和 6 兆瓦时铁氧体电池在测试中获胜,这着实让我大吃一惊。如果没有这些新技术,会发生什么?






如何测试尚不存在的产品?在模拟中使用这些产品!模拟假设了一个离网快速充电定居点,其光伏发电量略低于 2 兆瓦。模拟的连续负载为 80 千瓦至 400 千瓦。负载在一天中的分布与加油站的典型情况相同:高峰期最高可达平均负载的 200%,午夜后为 25%。

这种离网快速充电装置配备了不同数量的钠电池、铁-空气电池和甲醇电源。在测试中,钠电池为 4、5、6、7、8、10 兆瓦时,铁-空气电池为 0、6、8、10、15、20、30 兆瓦时。在模拟开始时,甚至使用了 40 兆瓦时和 60 兆瓦时的铁-空气电池,但这些组合都无利可图,因此从模拟中删除。

加 0、100 千瓦、200 千瓦、300 千瓦、400 千瓦甲醇功率。

  价格假设


假设不含运输、关税和其他税费。仅为可以想象的最低价格。光伏发电每千瓦 300 欧元,钠电池每千瓦时 64 欧元,铁-空气电池每千瓦时 12 欧元。假设 100 千瓦、200 千瓦、300 千瓦和 400 千瓦甲醇发电厂的成本分别为 30 万欧元、50 万欧元、70 万欧元和 90 万欧元。

  系统的局限性


如果铁-空气电池如此便宜,为什么还要用钠离子电池?因为钠电池的效率为 60%,C=0.01。这意味着,一吨电池有 250 千瓦时,但你只能汲取 2.5 千瓦,但你只能用 2.5 千瓦充电。为了达到 1 兆瓦的充电功率,您必须拥有 100 兆瓦时的铁-空气电池。

因此,模拟每天午夜决定是否为铁-空气电池充电。在下一次决定之前,这些电池一直处于充电状态。晚上则使用钠电池。

你怎么能使用效率只有 60% 的这种垃圾呢?因为 50% 乘以 35% 等于不幸的 17.5%。假设从电力到甲醇的热值转换效率为 50%。然后,发电机以 35% 的效率将热值重新转化为电能。

一个 20,000 升的油箱需要 30,000 欧元。即每升 1.5 欧元。如果将热值为 5 千瓦时的这一升甲醇转化为 1.75 千瓦时的电力,那么您就可以用 3 万欧元的价格获得 35 兆瓦时的电力储存系统。如果没有甲醇发电厂的成本和糟糕的效率就好了。

在模拟假设中,35 兆瓦时的铁-空气电池成本为 42 万欧元。如果假设 100 千瓦的甲醇发电成本仅为 30 万欧元,为什么还要使用它们呢?100 千瓦的系统每小时生产 10 升甲醇,需要 2,000 小时才能将甲醇罐装满。相比之下,C=0.01 的铁-空气电池仍具有极快的充电速度。C=0.0005 时,2000 小时即可充满。

  地球自转、天气、地轴倾角


储存电力有 3 个不同的原因。地球自转,夜间没有太阳能。天气,阳光普照时电力过剩,乌云密布时电力不足,地轴倾斜导致夏季和冬季的产量不同。现在,每种原因都可以找到最佳的储存技术:
  • 用于昼夜均衡的锂电池和钠电池
  • 补偿晴天和阴天的铁空气电池
  • X 功率,用于夏季/冬季均衡


  在奥尔堡至泽比拉的 44 个地点进行模拟试验


由于离网快速充电住区的模拟地点在非洲,因此大部分地点都靠近赤道。罗马、萨尔茨堡、柏林和丹麦的奥尔堡也在模拟之列。最佳地点与奥尔堡之间的差距为 1:4。除了产量较低外,夏季/冬季平衡损耗的电力也较多,而且还有一个成本高昂的 200 千瓦电力转甲醇装置。

根据 16 年中每小时的太阳能产量进行模拟。然后按 5 年、10 年、15 年、20 年的摊销期和每千瓦时甲醇热值 10 美分、15 美分、20 美分、25 美分计算结果。甲醇以购买价的 30% 出售。然后在 7 个负载点中寻找发电价格和资产负债表的最佳结果,例如在快速充电站以 20 美分千瓦时的价格出售时,从 140 千瓦到 260 千瓦或从 180 千瓦到 300 千瓦。前 10 名分别获得 20、16、14、12、10、8、6、4、2、1 分。然后将价格和平衡竞赛的分数乘以每个组合的分数。

下面是一个地方/年份/甲醇价格组合前 10 名的例子

  意外的赢家


我假定获胜者将拥有更多的铁-空气电池和甲醇动力。当我在模拟软件中加入甲醇功率时,我模拟了 400 千瓦的功率,结果大为吃惊。但并没有出现预期的奇迹,于是我又用 0、100、200、300、400 千瓦的甲醇功率进行了模拟。

模拟结果显示,5 兆瓦时钠离子电池和 6 兆瓦时铁氧体电池在测试中获胜,这着实让我大吃一惊。如果没有这些新技术,会发生什么? 就连第 6 和第 7 名也被钠电池占据,别无其他。第一个甲醇发电 100 千瓦的组合仅排在第 14 位。



  纽博格林1/4英里拖曳赛


诸如 "今天 13:00 太阳能发电满足了 120% 的用电需求 "之类的欢呼报道,就像 "赛车以 3.7 秒完成了 1/4 英里的赛程 "一样愚蠢。

这辆赛车能在 0.6 秒内从 0 加速到 100,这一点非常棒,但任何适合日常使用的车辆都能在纽博格林赛道上击败它,因为赛车的发动机不是为 22 公里的赛道设计的,而且弯道问题也非常多。

在哪里可以找到针对德国能源转型的成本优化研究?怎么会不存在呢?如果您认为纳税人必须支付一切费用,那么您就不会提出进行成本优化研究的想法。

  净零排放心态


净零排放意味着将温室气体排放量减少到大自然能够吸收的水平。对富人来说,这意味着维持贫困,造成贫困,以便为富人保留足够的排放权。

  清理地球的心态


将地球上的二氧化碳含量恢复到 350ppm 意味着,从大气中过滤出 1ppm 二氧化碳并将其回收利用为碳和氧气需要约 47,000 太瓦时的电力。谁能负担得起?只有富裕的人类(100 亿人口)才能做到。

  如有疑问,请仔细检查所有页面


这是在三个方向之间做出的决定:
  • 永恒的化石。相信永恒的石油,相信人类不可能不对气候产生影响。
  • 净零排放,一切都会恢复正常。节约、限制、放弃是实现目标的最重要手段。
  • 将地球清洁度恢复到 350 ppm CO2。全球繁荣是实现这一目标的必要条件。
如果有疑问,请核查各方的所有论据。如果这个方向占了上风,能够实现自己的想法呢?

  GEMINI 下一代 AG 将证明情况恰恰相反


这不是关于 20 年后股票的价值是否会翻 10 倍或 100 倍,也不是关于股票是否只值几美分。这关系到我们所有人的未来。是生态法西斯主义与昨日化石之间的大决战,还是有可能克服社会中的深刻分歧,激励双方的支持者为伟大的新目标而奋斗?

全球繁荣和地球清洁,而不是节约限制放弃和气候灾难,或者石油峰值和更多的气候灾难。双方都必须相信,他们没有任何可行的解决方案。

一方面,必须证明净零排放是一个完全不够充分的目标,而目标必须是将地球上的二氧化碳清除到 350 ppm。另一方面,必须证明太阳能比化石能源能带来更高的生活水平。

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详细信息
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