加利福尼亞州爾灣市，2021 年 11 月 5 日 —全世界都在關注在蘇格蘭格拉斯哥舉行的聯合國 COP26 氣候峰會，能源基礎設施脫碳戰(zhàn)略是一個熱門話題。然而，可再生能源的批評者質疑依賴間歇性資源的系統的可靠性。最近由加州大學歐文分校的研究人員領導的一項研究正面解決了可靠性問題。
在最近發(fā)表在《自然通訊》上的一篇論文中，包括中國清華大學、卡內基科學研究所和加州理工學院專家在內的作者表示，先進工業(yè)化國家目前的大部分電力需求可以通過風能和太陽能的某種組合來滿足。力量。但這一積極的發(fā)現伴隨著一個警告，即需要額外的努力才能完全滿足這些國家的要求。
根據這項研究，大多數以風力發(fā)電為主的可靠系統能夠在 72% 到 91% 的時間內滿足所研究國家的電力需求，即使沒有儲能。通過增加 12 小時的儲能容量，系統將成為太陽能的主導，并且可以滿足 83% 到 94% 的小時需求。
“風能和太陽能可以滿足許多地方 80% 以上的需求，而不會出現瘋狂的存儲量或過剩的發(fā)電量，這是關鍵點，”共同作者、UCI 地球系統科學教授史蒂夫戴維斯說。“但根據國家/地區(qū)的不同，在零碳未來，能源存儲和其他非化石能源需要滿足一些需求，這在一年中可能會有很多天。”
該團隊分析了來自 42 個主要國家 39 年的每小時能源需求數據，以評估風能和太陽能資源是否足以滿足其需求。他們發(fā)現，對于面積較大、緯度較低的國家來說，完全轉換為可持續(xù)的電力資源會更容易，因為這些國家全年都可以依靠太陽能發(fā)電。
研究人員強調德國是一個相對較小的國家的例子，就陸地面積而言，緯度較高，這將使利用風能和太陽能資源滿足其電力需求更具挑戰(zhàn)性。
“歷史數據表明，距離赤道較遠的國家偶爾會經歷被稱為‘黑暗低谷’的時期，在此期間太陽能和風能的可用性非常有限，”主要作者、清華大學地球系統科學助理教授丹童說。“最近在德國發(fā)生的這種現象持續(xù)了兩周，迫使德國人求助于可調度發(fā)電，在許多情況下，這種發(fā)電是由燃燒化石燃料的發(fā)電廠提供的。”
研究人員建議的緩解這一問題的方法包括建立超過年度需求的發(fā)電能力、發(fā)展長期儲存能力以及在陸地上匯集多個國家的資源。
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