未來發電僅靠可再生能源？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。

最近一份發表在《能源和環境科學》(Energy Environmental Science)上的研究表明，太陽能和風能確實可以穩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，不然大規模的斷電事故就會時有發生。若要繼續擴大規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據，發現即使是在全美范圍內，可再生能源發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，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，或者一個能供電 12 小時的儲能系統。如果采用電池儲能的方式，這種規模的儲能系統將花費 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，同時至少將現有的可再生能源發電量擴大兩倍。或者電力部門可以只少量增加風能和太陽能發電量，但是要配置能供電 1 個多月的儲能系統。

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電。它們的優勢是可以提供持續穩定的電能，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據以及這種數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:未來發電僅靠清潔能源？事實證明這恐怕會帶來災難性的后果