作者:Yuanfu Xie 来源:《自然—气候变化》 发布时间:2016/1/28 16:31:48
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改造输电线有助美国利用可再生能源

 

图片来源:Inigo Skies Photography

分析人士一直争论称,那些旨在利用风能和太阳能控制化石能源燃烧的国家首先需要在间歇光源产生的电能储存新技术方面进行大规模投资。毕竟,太阳并不总在发光,风并不总是在吹。但是1月25日发表的一项研究建议,理论上美国能够利用新高压输送电路在全国范围内传输可再生能源,这样基本上可以排除增加新储能设施的必要性。

研究人员在这篇发表于《自然—气候变化》的文章中称,这种基于现存技术的全国高压输送电网,到2030年可以让公共事业设备电力方面的二氧化碳排量在上世纪90年代的水平上减少80%。

此次发现紧随巴黎气候协定之后,当时美国在会议上承诺到2025年使该国二氧化碳排量在2005年基础上减少28%。美国碳排量约有40%来源于电力产业,美国国家环保局(EPA)近日公布的政策,要求各州减少电力行业的碳排量。EPA表示,各州可以从一系列策略菜单中进行选择,比如提高可再生能源的使用。

但是一些观察人士寻思,美国国家电网是否能够应对使用新能源带来的挑战。国家电网被划分成了12个区域电网或“互联网络”,其中包含着更小的分支。因为各个区域都要经历无日光及无风期,能源规划者和专家一直认为,由风能或太阳能占主导地位的输电网意味着需要储存电能供后期使用。其问题是如此大规模的储能技术在商业上并不现实。

华盛顿特区国家海洋和大气管理局(NOAA)研究员Alex MacDonald对这一问题了如指掌。但是他认为,研究人员并未探索所有潜在的解决办法。例如,气象数据表明,美国一些地方总有风在吹,MacDonald说。因此,尽管可再生能源产出在区域层面可能存在间歇性,但它在国家层面却是不间断的。MacDonald寻思,如果增加高压,并用直流(HVDC)输电线(这种输电线比传统交流输电线路能量损失更小)把地区电网相连后,国家电网是否会克服这种间歇性问题,这样电能可以向需要的地方流动。

MacDonald和NOAA同事、科罗拉多大学环境科学合作研究所的Christopher Clack以及其他同事希望对这一想法进行验证。他们建立了计算机模型,分析了区域间高压直流输电线路加上可再生能源设施网络的不同配置。研究模型把美国分成由15.2万个地理区域网格构成的网络,为了让该程序评估每个网格中潜在的太阳能和风能,研究人员把2006年~2008年收集的太阳能和风速数据输入到模型之中,然后对电力价格和需求进行了预测,该程序可以计算在哪里适宜建风电场,哪里适宜建太阳能电站,从而使可再生能源从一个地区向另一个地区传输。最终,研究人员让程序找到实现二氧化碳减排成本最低的方式,同时保证实现未来能源需求。(来源:中国科学报 鲁捷)

 
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