根据上周发表在Joule上的一篇论文，未来的新型混合能源系统可能导致清洁能源生产的范式转变。美国能源部(DOE)的三个应用能源实验室的研究人员(爱达荷州国家实验室(INL)，国家可再生能源实验室(NREL)和国家能源技术实验室(NETL))共同撰写了描述这种集成能源系统的论文。
他们的工作概述了新颖的概念，以同时利用各种能源产生器(包括可再生能源，核能和化石与碳捕获)来提供电力，热量，交通和其他能源服务。美国核能实验室，可再生能源实验室和化石能源实验室之间的历史性合作旨在从客观，全面的角度应对巨大的国家挑战。
INL主任Mark Peters博士说：“集成能源系统的设计是一个巨大的挑战和机遇。” “三个应用国家实验室的合作，以及在其测试设施中进行实际实验的设置和运行，是一项全面而专注的工作，具有透明性和客观性。这项工作将有助于实现未来的先进能源系统，这将有助于我们该国扩大了负担得起的能源选择，并为大规模脱碳工作做出了重要贡献。”
这篇新文章为基于工程的建模和分析提出了一个客观的新框架，以支持能源发电，传输，服务，过程和产品以及市场相互作用的复杂优化。
简而言之，它概述了混合能源系统的可行路径。这样的系统能够利用多个能源来最大化每个能源的价值。他们通过创造更高价值的产品，为工业提供更低排放的能源以及更好地协调需求与能源生产来实现这一目标。
“美国能源应用实验室的研究人员共同努力，确定了不同发电源之间的关键协同作用，这对于改变我们的能源经济至关重要。我们期待着共同推进这些创新解决方案，”马丁·凯勒博士说，NREL主任。
本文介绍的这些系统的多输入，多输出性质一例：一个假想的，紧密耦合的工业能源公园使用热和电从高度灵活的先进核反应堆，小规模的化石发电机，和可再生能源技术，以电解产生电能和氢。
NETL战略高级研究员David C. Miller博士说：“在这种情况下，根据市场价格，电力和/或热量可以出售到电网中，现场使用或存储以供以后分配和使用。”系统分析与工程以及该文章的合著者。“此外，输出流还可以用于生产氢气或其他有价值的化学品和产品。”
这种灵活性可以为更大的净零排放能源系统提供充足的清洁能源供应。这样的系统可以支持难以脱碳的经济部门，例如工业和交通运输。
NREL执行董事，战略公私合作伙伴关系和该研究的主要作者道格拉斯·阿伦特博士说：“考虑到各种能源技术之间的互补属性，可以为满足多种能源服务并最大化经济价值的资产使用优化创造新的机会。” 。
这篇文章的基础工作始于2018年，当时NETL，NREL和INL主办了首个三实验室研讨会，以响应DOE副部长Mark Menezes的呼吁，要求在DOE应用能源实验室中开展更多协调工作。利用在合作中获得的知识，于2019年4月举办了主题为重点的研讨会，主题为``当前和未来能源系统的建模与分析''。第三届三实验室研讨会于7月31日至8月举行。2019年1月1日的会议重点讨论了与设计，开发和部署新的和先进的材料和组件有关的科学技术挑战，这些挑战将使集成混合能源系统成为可能。
NETL主任Brian J. Anderson博士说：“国家能源技术实验室很荣幸能与INL和NREL合作进行这项基础工作。” “这三个实验室的互补专业知识正在为如何设计和优化未来集成能源系统带来革命性的想法。”
如NETL-NREL-INL迄今为止的研究所示，混合能源系统的设计将需要能源研究各个领域的专家的意见。为此，包括三个实验室的讲习班和最新的焦耳文章在内的三个应用国家实验室的工作内容，是朝着实现未来先进能源系统迈出的重要一步。
INL博士Shannon Bragg-Sitton博士说：“国家实验室提供了丰富的专业知识，这将使我们能够实现有效的跨部门合作，这是解决当今时代真正的能源和环境挑战所必需的。集成能源系统负责人，该文章的合著者。
