想象一下,如果您要清洁可再生能源,几乎可以为整个电网供电。
好的,现在很难相信,但是随着风能和太阳能的最新发展,可能还差得远。
而且,如果特拉华大学(UD)和特拉华技术学院(DTCC)的研究人员如愿以偿,那么可能会在未来二十年之内。
两家机构的最新报告表明,到2030年,可再生能源可以为大型电网供电,达到惊人的99.9%,并且接近今天的能源成本!
UD和DTCC的分析师认为,如果将太阳能,风能,燃料电池和电池储藏的良好发展相结合,将产生比电力需求更大的供给,同时还能保持较低的能源成本。
UDs的合著者,phys.org文章的作者之一,他是UD地球与海洋与环境学院海洋科学与政策学院的教授,他说:“这些结果打破了人们常识,即可再生能源过于可靠和昂贵。”
他说:“关键是要正确地结合电力和存储(我们通过详尽的搜索来做到),并正确地计算成本。”
研究人员使用了具有280亿个存储方案和可再生能源组合的模型。每种组合均经过历时每小时的气象数据和四年的用电量测试。分析师使用来自PJM互连网的模型数据,该数据代表美国电网的五分之一,该电网跨越13个州,从中西部(伊利诺伊州)到东海岸(新泽西州)。
该报告与其他报告有些不同,它着眼于尽可能降低能源成本,而不是仅仅着眼于使能源生产与能源使用相匹配。
同时,该报告发现,与在正常时间内创建更多的电力来满足高能耗(但在低风时段)相比,将电能存储起来以节省更多电能以供以后更高的消耗(当然,这是基于假设那时我们不会看到任何存储突破)。
存储可能会更昂贵,因为存储中介,氢气罐或电池需要更大的空间才能保持一小时的能量。
因此,研究人员认为,一个新的发现应该会激起清洁技术爱好者的关注,他们认为,巨大的电气系统几乎可以完全依靠可再生能源运行。
“例如,使用氢气进行存储,我们可以运行一个电力系统,现在使用17 GW的太阳能,68 GW的海上风能和115 GW的内陆风能满足72 GW,99.9%的时间需求,特拉华州技术社区学院能源管理系讲师兼U校友Cory Budischak说。
风力和太阳能发电机需要更高的吉瓦装机容量;报告发现,与传统发电机不同,由于可再生能源形式无法在很多时间内达到最大容量。1吉瓦等于25万个屋顶太阳能系统或200台大型风力涡轮机。
研究人员对未来18年的大型清洁电力系统的外观进行了凝视,其中一些发现非常有趣:
“这项研究揭示了严重依赖可再生能源的电力系统的外观。风速和日照会随天气和季节而变化,因此需要提高可靠性的方法。在这项研究中,通过以下方式实现了可靠性:扩大可再生能源的地理区域,使用非常规能源,使用存储系统,并在最后的百分之几时间中,燃烧化石燃料作为备用。在没有足够的可再生电力来满足电力需求的时段内,该模型从存储中抽出,而在很少的既没有可再生电力也没有存储电力的时段中,则使用了化石燃料。当产生的可再生能源超过需要时,该模型将首先填充存储,使用剩余的替代天然气来为家庭和企业供暖,然后再将多余的部分浪费掉。”
分析人员除了指出建立大型清洁电网的可能性外,还指出这种电网具有成本效益。研究人员将2030年的技术成本与如今的化石燃料价格进行了比较,没有考虑补贴。该报告还把化石燃料成本,外部价格(包括化石燃料造成的空气污染)作为外部因素考虑在内。
同时,报告中的估计指出,到2030年,风能和太阳能的资本成本将比今天的资本价格低50%,而维护成本将与当前成本保持一致。
报告的作者在文章中指出:“为实现2030年90%或更多的可再生能源,以实现将电力部门的温室气体二氧化碳减少80%至90%的气候变化目标,可以节省经济。”
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