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未來發(fā)電僅靠可再生能源?必須在投資建設大量的儲能設施基礎上

2018-03-07 15:36:27 DeepTech深科技   點擊量: 評論 (0)
在美國,越來越多的城市和州已經提議:在未來的幾十年內,所有的電能都要來自太陽能和風能這樣的可再生能源,有些地區(qū)甚至已經通過了相關法
在美國,越來越多的城市和州已經提議:在未來的幾十年內,所有的電能都要來自太陽能和風能這樣的可再生能源,有些地區(qū)甚至已經通過了相關法律。這聽上去可能是個利國利民的好主意,但是有越來越多證據表明結果并非如此。
 
完全使用可再生能源而摒棄其它一些不會產生溫室氣體的發(fā)電技術(例如核電和采用了碳捕集技術的火電廠)不僅會導致資源的浪費,也增加了很多不必要的麻煩。
 
最近一份發(fā)表在《能源和環(huán)境科學》(Energy Environmental Science)上的研究表明,太陽能和風能確實可以穩(wěn)定地為全美提供每年所需電力的 80%。不過這是在投資建設了大量的儲能和輸電線路等設施的基礎上,不然大規(guī)模的斷電事故就會時有發(fā)生。若要繼續(xù)擴大規(guī)模使其供電能力充分滿足全美需求,我們將需要再建造一大堆風能和太陽能發(fā)電廠或者在目前的成本下耗費巨資擴容已有的儲能設施(也有可能兩者都需要)。
 
使用可再生能源的根本問題在于陽光和風并不是一直都有。該研究分析了 36 年來每小時的氣象數(shù)據,發(fā)現(xiàn)即使是在全美范圍內,可再生能源發(fā)電也不能完全滿足用電需求。
 
若要獨立的依靠這些間歇性能源,我們需要建造更多的風能和太陽能發(fā)電廠,在陽光充足和風勢強勁的時期生產過剩的能源;我們也需要建造巨大的儲能系統(tǒng),將電能儲存起來供日后使用。此外,我們可能還要修建長距離的輸電線路,它們能將電能輸送到全國各地有需求的地方去。
 
基于電池的儲能系統(tǒng)造價極貴,而抽水蓄能又受限于地理條件(它需要一組不同高度的蓄水池)。長距離輸電線路造價也很貴,并且它完成審批和建設的總時間長達數(shù)十年。
 
風能和太陽能要想滿足全美 80% 的用電需求,我們就修建需要一條縱橫美國的高速輸電系統(tǒng),或者一個能供電 12 小時的儲能系統(tǒng)。如果采用電池儲能的方式,這種規(guī)模的儲能系統(tǒng)將花費 25 萬多億美元。
 
該研究表明,為了以 99.97% 的可靠性滿足全美每年的用電量,電力部門必須建造一個能供電 12 小時的儲能系統(tǒng),同時至少將現(xiàn)有的可再生能源發(fā)電量擴大兩倍。或者電力部門可以只少量增加風能和太陽能發(fā)電量,但是要配置能供電 1 個多月的儲能系統(tǒng)。
 
除了可再生能源外還有其它一些清潔能源,例如核電或者采用了碳捕集技術的天然氣發(fā)電。它們的優(yōu)勢是可以提供持續(xù)穩(wěn)定的電能,或者至少能及時提升和降低供電量以應對用電需求的波動。
 
“決策者們在做決策前,,最好先考慮一下這份研究中的數(shù)據以及這種數(shù)據分析所得出的利弊,再決定是否要完全使用電能或者風能發(fā)電。”加州理工學院的一名化學家、該研究的作者之一 Nathan Lewis 說道。
 
原標題:未來發(fā)電僅靠清潔能源?事實證明這恐怕會帶來災難性的后果
 
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責任編輯:lixin

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