投资于太阳能 风能的能源储存可以大大减少温室气体的排放

科技 2020-03-10 14:30:25

开车穿过美国几乎任何一个角落都足够长,巨大的太阳能农场或一排排风力涡轮机映入眼帘,所有这些都是为了增加该国的可再生能源使用和减少温室气体排放。

但有些人可能没有意识到的是,有时这些可再生能源能够产生比所需的更多的电力,在某种意义上,使一些太阳能或风能成为废物。 这种供过于求的状况使这些清洁能源资源失去了摆脱化石燃料发电厂污染的机会。

但密歇根大学的科学家在7月30日发表于《自然通讯》(Nature Communications)的一项研究中,通过创建分析加州和德克萨斯州电力系统的复杂模型,表明在适当的政策支持下,投资电池和其他储能技术在经济上是可行的。

这反过来又可以从根本上减少温室气体的排放-在研究人员所研究的一种情况下可减少90%-并在气候变化变得更加紧迫的时候增加太阳能和风能的使用。

研究报告的合著者、U-M环境与可持续性学院的博士后研究员Maryam Arbabzadeh说:“能源储存的成本非常重要。 “但我们可以利用一些激励措施,使其在经济上具有吸引力,其中之一就是排放税。”

Arbabzadeh与俄亥俄州立大学和北卡罗来纳州立大学的同事合作领导了这项研究。 U-M可持续系统中心主任Gregory Keoleian担任她的顾问和该研究的合著者之一。

环境与可持续性及土木与环境工程教授Keoleian说:“美国的温室气体排放量中有28%来自发电,鉴于气候变化的紧迫性,加快风能和太阳能等可再生能源的使用至关重要。

“这项研究清楚地表明,能源储存技术如何能够在减少化石燃料发电厂的可再生能源削减和温室气体排放方面发挥重要作用。

Arbabzadeh和她的同事创建了分析九种不同储能技术的复杂模型。 他们研究了可再生能源削减对环境的影响,即可再生能源的产量,但由于各种原因无法满足需求。

他们还模拟了如果每个州增加20千兆瓦的风力和40千兆瓦的太阳能容量会发生什么,以及所有这些将如何受到每吨高达200$的二氧化碳税的经济影响。

他们发现的是惊人的。

向加州增加60千兆瓦的可再生能源可以实现72%的二氧化碳减排。 然后,通过在加州的基础上增加一些储能技术,可以减少90%的二氧化碳。 在德克萨斯州,能源储存可以减少57%的排放量。

但要实现所有这些,公用事业公司需要一个理由来投资于储能系统,这需要大量的资本投资。 这就是使用碳税可能有帮助的地方,Arbabzadeh说。

所研究的所有九种储能技术,包括高科技电池,都需要大量的资本投资,而且都有不同的利弊。 此外,增加了研究的复杂性是不同类型的发电组合在德克萨斯州和加利福尼亚。

德克萨斯州使用一些燃煤和天然气发电装置。 加州使用更多不灵活的资源,如核能、地热、生物质和水电能源,这使得其可再生能源削减率远高于德克萨斯州。

这项研究的题目是“储能在电力生产深度脱碳中的作用”。


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