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)機會，改善環(huán)境健康，并減少與污染和氣候變化相關問題的醫(yī)療成本。然而，風能和太陽能等可再生能源的可用性各不相同，這會影響電網的可靠性。
在AIP Publishing的《可再生和可持續(xù)能源雜志》中，美國能源部國家可再生能源實驗室的研究人員描述了一項旨在確定 100% 可再生能源系統(tǒng)路徑的技術經濟分析結果。通過分析美國特定地區(qū)現成的供需戰(zhàn)略，該團隊發(fā)現資源多樣化、過剩發(fā)電、建筑效率和需求靈活性改進的結合可以減少甚至消除某些地區(qū)對長期儲能的需求。
“建立股票進步有三重影響，”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、儲能需求和潛在的傳輸成本。”
對于研究的每個美國地區(qū)，科學家們表明存在明確且個性化的最佳能源組合。每個地區(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能和炎熱氣候的太陽能)，結合建筑能源效率，可以使用他們開發(fā)的計算方法進行優(yōu)化，以最大限度地減少存儲需求和總成本.
合著者威廉·利文古德 (William Livingood) 說：“我們的發(fā)現最引人注目的是，完全可再生系統(tǒng)的可實現性以及當今可用的技術構建塊。”“為了經濟高效地實現 100% 可再生方案，我們新開發(fā)的計算方法提供了一般原則，有助于指導所需的特定地點的詳細工程設計和規(guī)劃過程。”
這種計算方法可用于特定地點的研究，這些研究可以傳遞給工程公司和設計團隊，以規(guī)劃必要的基礎設施改進。為了執(zhí)行建議的步驟，需要傳感器和計算機控制來優(yōu)化集成這些技術構建塊。
本研究依靠美國能源部開源的 EnergyPlus 和 OpenStudio 建筑能源建模工具，并結合美國能源信息署的調查數據，對具有不同區(qū)域能源趨勢和機遇的多個氣候帶的建筑存量進行模擬。
與之前的研究相比，該團隊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與長期儲能成本目標相競爭。由于許多長期儲存技術目前成本過高、物流困難或仍不發(fā)達，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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