華盛頓，2021 年 11 月 3 日——可再生能源有可能降低電力成本，創(chuàng)造就業(yè)機(jī)會(huì)，改善環(huán)境健康，并減少與污染和氣候變化相關(guān)問題的醫(yī)療成本。然而，風(fēng)能和太陽能等可再生能源的可用性各不相同，這會(huì)影響電網(wǎng)的可靠性。
在AIP Publishing的《可再生和可持續(xù)能源雜志》中，美國(guó)能源部國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室的研究人員描述了一項(xiàng)旨在確定 100% 可再生能源系統(tǒng)路徑的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析結(jié)果。通過分析美國(guó)特定地區(qū)現(xiàn)成的供需戰(zhàn)略，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)資源多樣化、過剩發(fā)電、建筑效率和需求靈活性改進(jìn)的結(jié)合可以減少甚至消除某些地區(qū)對(duì)長(zhǎng)期儲(chǔ)能的需求。
“建立股票進(jìn)步有三重影響，”合著者薩米·侯賽尼說。“通過建筑效率和需求靈活性，我們可以減少可再生能源需求、儲(chǔ)能需求和潛在的傳輸成本。”
對(duì)于研究的每個(gè)美國(guó)地區(qū)，科學(xué)家們表明存在明確且個(gè)性化的最佳能源組合。每個(gè)地區(qū)的投資組合中的可再生能源組合(例如，更多地分配給寒冷氣候的風(fēng)能和炎熱氣候的太陽能)，結(jié)合建筑能源效率，可以使用他們開發(fā)的計(jì)算方法進(jìn)行優(yōu)化，以最大限度地減少存儲(chǔ)需求和總成本.
合著者威廉·利文古德 (William Livingood) 說：“我們的發(fā)現(xiàn)最引人注目的是，完全可再生系統(tǒng)的可實(shí)現(xiàn)性以及當(dāng)今可用的技術(shù)構(gòu)建塊。”“為了經(jīng)濟(jì)高效地實(shí)現(xiàn) 100% 可再生方案，我們新開發(fā)的計(jì)算方法提供了一般原則，有助于指導(dǎo)所需的特定地點(diǎn)的詳細(xì)工程設(shè)計(jì)和規(guī)劃過程。”
這種計(jì)算方法可用于特定地點(diǎn)的研究，這些研究可以傳遞給工程公司和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，以規(guī)劃必要的基礎(chǔ)設(shè)施改進(jìn)。為了執(zhí)行建議的步驟，需要傳感器和計(jì)算機(jī)控制來優(yōu)化集成這些技術(shù)構(gòu)建塊。
本研究依靠美國(guó)能源部開源的 EnergyPlus 和 OpenStudio 建筑能源建模工具，并結(jié)合美國(guó)能源信息署的調(diào)查數(shù)據(jù)，對(duì)具有不同區(qū)域能源趨勢(shì)和機(jī)遇的多個(gè)氣候帶的建筑存量進(jìn)行模擬。
與之前的研究相比，該團(tuán)隊(duì)確定了成本越來越低的可再生能源發(fā)電規(guī)模過大以及建筑效率和需求靈活性可能會(huì)與長(zhǎng)期儲(chǔ)能成本目標(biāo)相競(jìng)爭(zhēng)。由于許多長(zhǎng)期儲(chǔ)存技術(shù)目前成本過高、物流困難或仍不發(fā)達(dá)，因此該途徑可以提供一種更快速、成本最優(yōu)的脫碳方法。
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