超大規(guī)模電網(wǎng)助力可再生能源利用

　　近日，新研究指出，新型電網(wǎng)無(wú)需蓄能裝置的幫助就可以容納間歇性的可再生能源，從而有助于大幅度削減二氧化碳排放?？稍偕茉蠢眯枰笠?guī)模的電網(wǎng)。

　　
 　　現(xiàn)有電網(wǎng)無(wú)法利用太陽(yáng)能和風(fēng)能，如何將現(xiàn)有電網(wǎng)轉(zhuǎn)換成可利用可再生能源的電網(wǎng)是一大難題。(圖片來(lái)源：iStock.com)
　　
　　美國(guó)國(guó)家海洋和大氣局(NOAA)的一項(xiàng)發(fā)表于《自然氣候變化》(Nature Climate Change)的研究總結(jié)道，如果美國(guó)像發(fā)展州際公路系統(tǒng)那樣努力發(fā)展太陽(yáng)能和風(fēng)能技術(shù)的話，未來(lái)15年因發(fā)電產(chǎn)生的二氧化碳排放將會(huì)削減78%。這個(gè)研究指出，大幅削減發(fā)電廠排放物的關(guān)鍵在于建造橫貫大陸并連接風(fēng)電廠和太陽(yáng)能發(fā)電廠的輸電線路。
　　
　　這項(xiàng)研究的第一作者Alexander MacDonald說(shuō)，天氣變化的規(guī)模很大，因此，如果要建立一個(gè)利用太陽(yáng)能和風(fēng)能的系統(tǒng)，必須要有足夠的規(guī)模。要建成這樣的一個(gè)系統(tǒng)，可能就像是建設(shè)一個(gè)全新的州際公路系統(tǒng)一樣——不過(guò)由于氣候變化，風(fēng)險(xiǎn)會(huì)更大。他還解釋說(shuō)：“這項(xiàng)研究表明，現(xiàn)在就是減少排放的好機(jī)會(huì)。有人認(rèn)為風(fēng)能和太陽(yáng)能不僅斷斷續(xù)續(xù)，還費(fèi)用高昂，還有人覺(jué)得我們應(yīng)該等待突破性進(jìn)展的出現(xiàn)，但這項(xiàng)研究結(jié)果否定了這些觀點(diǎn)?！?BR>　　
　　發(fā)電是全球二氧化碳排放的最大來(lái)源，發(fā)電廠排放物占美國(guó)溫室氣體總量的31%。奧巴馬當(dāng)局有關(guān)清潔能源計(jì)劃的氣候目標(biāo)是在2030年前，將發(fā)電廠排放物削減32%，減少到2005年的水平。
　　
　　現(xiàn)有電網(wǎng)并非為利用太陽(yáng)能和風(fēng)能而設(shè)計(jì)，如何將現(xiàn)有電網(wǎng)轉(zhuǎn)換成可利用可再生能源的電網(wǎng)是一大難題。對(duì)于可再生能源存在間歇性的問(wèn)題，使用電池將會(huì)是一個(gè)不錯(cuò)的解決方案。電池可以在太陽(yáng)能和風(fēng)能可利用的時(shí)候儲(chǔ)存能量，并在其他時(shí)刻向電網(wǎng)釋放能量。
　　
　　但NOAA的研究指明，要充分利用風(fēng)能和太陽(yáng)能并不是必須利用電池，關(guān)鍵是合理利用這些能源。
　　
　　研究團(tuán)隊(duì)用一個(gè)復(fù)雜的計(jì)算機(jī)模型模擬了利用可再生能源的理想系統(tǒng)，最終做出了一個(gè)全新的橫貫大陸的高壓輸電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電廠將會(huì)遍布美國(guó)各地，而現(xiàn)有的核能、水力和天然氣發(fā)電廠作為補(bǔ)充。每座發(fā)電場(chǎng)都會(huì)向這種新型直流電網(wǎng)輸送能量，好讓能量在各個(gè)區(qū)域間流動(dòng)。他們的研究還指出：“太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電將會(huì)隨著這種系統(tǒng)的擴(kuò)大而增加。而由于系統(tǒng)能夠利用更遙遠(yuǎn)、豐富的資源，發(fā)電費(fèi)用將會(huì)減少?！?BR>　　
　　到2030年，如果那時(shí)可再生能源的費(fèi)用少于天然氣發(fā)電費(fèi)用，新系統(tǒng)每度電的成本是10美分，可減少78%的二氧化碳排放，比1990年的排放量還低。如果比天然氣成本高，二氧化碳排放量只能削減33%，而每度電8.6美分。(在2012年，每度電成本為9.4美分。)
　　
　　在另一篇獨(dú)立的論文中，斯坦福大學(xué)的土木工程教授MarkZ.Jacobson認(rèn)為，其他研究在考慮能源限制的同時(shí)也都考慮了電能的存儲(chǔ)，而NOAA的這項(xiàng)研究大膽地指出，現(xiàn)有的可再生能源技術(shù)和新輸電線路的結(jié)合幾乎就能將火力發(fā)電和它的排放物淘汰，美國(guó)的氣候目標(biāo)便觸手可及。
　　
　　德拉華大學(xué)無(wú)碳一體化電力研究中心(the center for Carbon-Free PowerInte gration)的主任Jeremy Firestone說(shuō)，美國(guó)要減少二氧化碳排放很容易，政府對(duì)輸電系統(tǒng)的投資也會(huì)使碳排放大量減少，可以不用給碳排放定價(jià)。他還認(rèn)為，這個(gè)系統(tǒng)無(wú)法在2030年之前建成，因?yàn)楦鱾€(gè)州可能會(huì)反對(duì)一個(gè)對(duì)設(shè)施建立位置和方式有著過(guò)大控制力的可再生能源傳輸系統(tǒng)。