泰米尔纳德邦清洁能源转型技术探索

泰米尔纳德邦清洁能源转型技术探索 Vaisakh Suresh Kumar, Kajol, Niharika Tagotra, and Sripathi Anirudh HIGHTS CONTENTS ▪泰米尔纳德邦(TN) 装机容量的近一半(49 ％) 来自可再生能源，其可再生能源装机容量占印度 RE 总装机容量的 14 ％ 。该州正在增加其可再生能力(风能 ： 海上，陆上，再供电 ； 太阳能 ； 生物能源)以及能源储存和绿色氢等技术的使用。. 亮点... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...1 执行摘要 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...2引言 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...3 背景、范围、研究问题和方法论 ... ... ... ... ... ... ... ...... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...5 泰米尔纳德邦当前的清洁能源景观：容量、目标、潜力、技术、政策及问题 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...... ... ... ... ... ...6 可用及即将开发的TN技术发展 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...12 结论 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...16 附录A ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...17 附录B ... ...... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...18 附录C ... ... ... ... ... ... ... ...... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...19 附录D ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...35 注释 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...40参考文献 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...40 致谢 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ......44 关于作者 ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...44工作论文包含初步的研究、分析、发现和建议。它们旨在激发及时讨论、促进深入反馈，并影响新兴议题持续辩论。 ▪离岸和在岸风能技术处于较高的技术成熟度等级（TRLs），已在其他国家成功部署，并可考虑用于该州。 ▪技术进步使得大容量风力涡轮机变得更加可用，并且重新装备具有益处。因此，重新装备是其中一种策略。▪TN 的主要考虑因素。 太阳能光伏（PV）技术处于不同的发展阶段和成熟度水平，具有高市场潜力。 ▪众多绿色氢能源技术正处于开发阶段，并且当前正在实验室及实际应用中进行测试。同样地，电池储能系统（BESS）也在研发之中，其中最成熟的产品已投入商业运营。这些技术的市场预估规模庞大。 ▪高TRL生物能源技术与供应链已具备，但为了进一步发展这些技术，需要有政策支持以及关注社区级工厂。 建议引用 ：库马尔，V.S., 卡约尔，N.塔格特拉，S.阿尼鲁德。2023. “探索泰米尔纳德州清洁能源转型的技术”工作论文。华盛顿特区：世界资源研究所。在线访问：doi.org/10.46830/wriwp.22.00036。 执行摘要 上下文 ▪不同类型的太阳能光伏技术已达到不同的发展阶段考虑到印度即将出台的一项位于TN海岸的4吉瓦（GW）海上风电项目的首次招标，这包括港口基础设施和其他需求。 TN拥有丰富的可再生能源资源，现有设施和管道中的项目容量均较大。该州正在向更高比例的可再生能源转型。国际能源署（IEA）2020年《能源技术展望旗舰报告》（IEA 2021a）指出，技术创新的进步、创新速度以及新科技的可扩展性是决定能源转型速度的关键因素。本研究提供了关于TN能源组合的见解，并探讨了该州在能源转型中可以考虑的合适技术。提供了不同电力生成的可再生能源/清洁能源选项的理论成熟度（TRLs）和其他许多方面的信息，这些信息可能对其实现能源转型具有相关性。 ，TRL（技术 readiness level）范围从4到10。考虑到TN的新增装机容量计划（20GW），太阳能光伏市场的潜力也相当高。单晶份额正在增加；然而，其他提供更高效率的新技术成本较高，可能需要政策来促进其安装。 ▪储能技术（BESS）已经在商业上被部署，并且规模经济正在帮助推动最受欢迎选项的成本下降。BESS市场的潜力正在扩大，这得益于可变再生能源份额的上升。大约10吉瓦时（GWh）的BESS容量▪计划在 TN 进行 10 年。 关于这份工作文件 本文探讨了TN可持续能源转型中的电力生成技术选项。选取了如风能（陆上、海上、小型）、太阳能光伏、生物能源、储能和绿色氢气等可再生与清洁能源方案，考虑到该州现有的可再生能源资源及预期的安装或市场潜力。文章通过多方面视角描述了该州这些可再生能源选项的现状，包括已安装容量、目标、所用技术、发展情况、政策以及障碍。此外，报告了当前可用的技术创新和发展，以及预计在未来几年内将达到成熟状态的技术。同时，阐述了采用这些技术所面临的障碍，以及相关的利益相关方信息。 绿色氢气是作为可能的替代能源选项正在考虑的另一种燃料。相关的技术正在实验室中验证，并在实际应用中进行测试。国家氢能任务旨在到2030年生产500万吨（MMT）绿色氢气。通过已证明技术如碱性电解质和聚合物电解质膜电解器生产绿色氢气的技术成熟度等级（TRL）为7-9级。因此，可以立即通过替换现有用于化肥和炼油等行业的化石燃料基氢气，使用绿色氢气来获得益处。将绿色氢气融入更难减排的领域如钢铁和水泥行业需要进一步评估，因为这些新流程的技术成熟度等级不够高，且各州级别的政策和路线图有限或正在发展中。TN被选为建立绿色氢谷，用于绿色氢气制造和潜在向合适行业供应。 主要发现▪ 在九十年代安装的风力涡轮机中，许多设备正接近或达到其规定的生命周期终点，因此对于重新动力化（repowering）存在巨大的市场潜力。具体而言，TN地区的即时重新动力化潜力为834兆瓦（MW），到2027年这一数字将进一步提升至3,979 MW。通过更换当前可用的具有更高等级和效率的风力涡轮机，重新动力化不仅能够增强整体可再生能源（RE）容量和发电量，而且相关技术与供应链已具备支持在岸风电场重新动力化的条件。针对重新动力化所面临的诸多挑战，相关政策与指导方针正在制定和完善中。▪要建立起来。 ▪高TRL生物能源技术和供应链已可供使用，但需有监管支持。鉴于新科技的可用性，社区工厂的可行性需要重新评估，并可制定专注于此的政策。此外，应发展装机容量为90的联合循环发电厂。▪TN 的 MW 正在进行中。 本文概述的许多技术在印度背景下已经得到充分验证，因此是进一步部署的理想候选。然而，关键利益相关方的支持对于推动市场发展及其相关的生态系统至关重要。此外，还需要支持来制定政策和法规。 离岸风电是另一个具有高成熟度技术（TRL）且已在其他国家成功部署的市场潜力领域。印度离岸产业的供应链仍需发展，同时... 附注：这里的 "along" 在英文原文中可能表示连接或伴随的意思，在中文翻译时可能会根据具体语境调整为对应的关联词，如“以及”、“伴随”等。 主要建议▪ 新增风能产能需要得到推广。此外，为了更有效地利用风能资源，需要在更新老旧风电场方面付出更多努力。对于更新风电场涉及的方面，如土地和涡轮所有权、电力输送、费用以及旧风力涡轮叶片的安全处置等方面，需要有更高的清晰度。TN可以制定自己的更新政策来促进更新并解决这些问题。▪许多相关的挑战。 关于绿色氢气认证程序的要求、税收减免的可用性以及为计划采用绿色氢气的行业提供的支持机制。 INTRODUCTION 基本原理 国际能源署（IEA）指出，技术创新的进步、创新速度以及新技术的可扩展性是能源转型速度的关键决定因素（IEA 2021a）。这一观点同样适用于印度，因为印度正在加快其可再生能源安装的步伐，以期到2030年达到500吉瓦非化石燃料产能的目标，并确保至少50%的总能源需求来自可再生能源，以实现其净零目标（印度政府信息局 PIB Delhi 2021）。截至2023年7月，该国当前（即截至该时间点）的非化石燃料产能约为185吉瓦，其中包括130.3吉瓦的可再生能源（太阳能、风能、小型水电、生物能源）、46.8吉瓦的大型水电和7.5吉瓦的核能（国家能源委员会 CEA 2023）。 利用35吉瓦的海上风电潜力并促进即将到来的海上活动，政府可以升级其港口基础设施并推动技能和能力建设活动（MNRE n.d.-c）。政府还可以促进与海上风电相关的投资、发展本地供应链和制造设施，并探索各种风险缓解机制以降低相关成本。▪海上能源成本。 为了进一步增加风能容量并促进分散式可再生能源发电，政府可以提高小型风力涡轮机的市场份额。它们的总潜力估计约为4千兆瓦，而当前已安装的▪容量小于 257 千瓦。 这一目标规模扩大要求印度的可再生能源（RE）生态系统内有效整合新兴和先进的清洁能源技术。印度各州预计将在能源转型中扮演关键角色。这一点尤其适用于拥有丰富可再生能源资源的各州，这些州将是实现目标容量增加的主要地区。 对于开发新型太阳能光伏技术的企业而言，需要创造机会在真实环境中测试产品和创新。同时，提高并强化员工培训也是必要的，以提供恰当的安装与维护服务，这仍然是一个挑战。考虑到特立尼达（TN）的气候条件，应部署适合该气候的特定模块，并在此方面探索针对高温天气条件的认证标准。 我们选择泰米尔纳德邦（TN）作为工作论文的研究对象，主要是由于该州在可再生能源的部署和生产中扮演着领导角色，并计划增加更多的可再生能源产能。例如，TN已安装的电力容量中有约49%来自可再生能源，这占印度总安装的可再生能源容量的约14%（CEA 2023）。对当前可再生能源生成领导者州份的可再生能源技术景观进行审查，将有助于评估各州目前存在的可再生能源技术生态系统，并帮助揭示存在的差距以及如何填补这些差距，从而获得宝贵见解。 ▪对于生物能源领域而言，关注点应放在提升原料质量、分类处理以及社区层面工厂的建设上。尽管历史上由于原料质量等多种原因这类工厂的成功