加州大学欧文分校(University of California, Irvine)的科学家表示,太阳能和风能发电可以可靠地满足美国约80%的电力需求;加州理工学院;以及卡内基科学研究所
然而,研究人员说,仅用太阳能和风能满足100%的电力需求将需要储存几个星期的电力,以补偿这两种资源的自然变化。
UCI地球系统科学副教授、可再生能源研究报告的合著者史蒂文·戴维斯(Steven Davis)指出:“太阳落山了,风也不总是吹。能源与环境科学。“如果我们想要一个基于这些资源的可靠电力系统,我们该如何应对它们的日常和季节性变化?”
该团队分析了美国36年(1980年至2015年)的每小时天气数据,以了解仅用太阳能和风能供电的基本地球物理障碍。
戴维斯说:“我们研究了太阳能和风能在时间和空间上的变化,并将其与美国的电力需求进行了比较。”“我们发现,通过建立一个大陆规模的输电网络或可以储存12小时全国电力需求的设施,我们可以可靠地从这些来源获得大约80%的电力。”
研究人员表示,这种传输或存储能力的扩展将意味着非常可观的投资,但并非不可思议。例如,他们估计新建输电线路的成本可能高达数千亿美元。相比之下,用目前最便宜的电池储存这么多电力可能要花费超过一万亿美元,尽管价格正在下降。
其他形式的能源储存,比如把水抽到山上,然后再通过水力发电机流回山下,都很有吸引力,但范围有限。美国东部有很多水,但海拔并不高,而西部则相反。
以化石燃料为基础的电力生产占美国二氧化碳排放量的38%2污染是全球气候变化的主要原因。戴维斯说,他对已经取得的进展和未来的前景感到振奋。
他说:“仅风能和太阳能就能提供我们80%的电力,这一事实确实令人鼓舞。”“五年前,很多人怀疑这些资源能占到20%或30%以上。”
但超过80%的标准,克服季节和天气变化所需的能量储存量就会迅速增加。“我们的工作表明,我们需要低碳排放的能源来补充我们从风能和太阳能中获得的能量,直到存储和传输能力达到这项工作,”卡内基科学研究所的合著者肯·卡尔代拉说。“选项可能包括核能和水力发电,以及管理需求。”
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