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    MIT最新研究表明 擴大太陽能等新興發電技術可大幅降低實現零碳電網成本

    鉅大LARGE  |  點擊量:216次  |  2023年07月11日  

    摘要
    過去十年的一項又一項研究得出結論,擴大美國輸電網將對該國電力系統的脫碳起到關鍵作用。但是麻省理工學院的一項最新研究表明,在美國范圍內大規模擴建輸電系統,也可以大幅降低實現零碳電網的成本,而風能、太陽能和電池技術在今天是非常劃算的。美國在政治

    過去十年的一項又一項研究得出結論,擴大美國輸電網將對該國電力系統的脫碳起到關鍵作用。


    但是麻省理工學院的一項最新研究表明,在美國范圍內大規模擴建輸電系統,也可以大幅降低實現零碳電網的成本,而風能、太陽能和電池技術在今天是非常劃算的。


    美國在政治上是否有可能滿足這項研究的假設,即將其輸電網絡容量翻一番,并建立新的區域間和跨國聯系,將清潔能源從最有效的發電地轉移到需要的地方,這仍然是一個懸而未決的問題。


    但據麻省理工學院研究人員帕特里克·布朗(PatrickBrown)稱,這樣做的成本將大大低于迫使沒有輸電線路的地區過度建設可再生能源和能源儲存,以達到同樣的脫碳目標。

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    布朗說:“這影響巨大?!俺杀鞠鄬^小,而且帶來了巨大的效益?!?/p>


    這主要有兩個原因。首先,全國范圍內的電力傳輸允許不同地區間的電力共享,這些地區面臨著不同的天氣系統,這些天氣系統會導致風力發電和太陽能發電的變化。他說,這種地理多樣性降低了可再生能源無法滿足需求的可能性,從而減少了填補這些缺口所需的能源儲存量和持續時間。


    布朗說,第二,它允許風能和太陽能開發集中在全國陽光最充足、風力最大的地區,以便通過減少發電裝機容量來提供更多清潔能源,同時要求減少發電量。


    他補充說,所有這些好處都可以通過太陽能、風能、現有水電和鋰離子電池技術以2030年的預計價格獲得。這意味著,建設輸電系統可以避免對長時間儲能、新的核電技術或天然氣發電廠的綠色氫氣和其他碳中性替代燃料的需要——這些技術選擇通常被視為達到100%無碳電力所必需的,但未經測試,也可能不需要在未來幾十年內達到成本效益。


    他在接受采訪時說:“我們不希望整個脫碳計劃都依賴于這樣的東西。重要的是考慮我們現在可以大規模部署的技術的應急方案?!?/p>

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    -40℃放電容量保持率:0.5C放電容量≥70%

    將傳輸的理論好處轉化為現實世界


    布拉特爾集團能源和經濟咨詢公司(TheBrattleGroup)的負責人約翰內斯?普費芬伯格(JohannesPfeifenberger)是麻省理工學院(MIT)的一名訪問學者,他就這項研究提供咨詢意見。他說,這項研究增加了越來越多的研究,表明在綠化美國電網方面,輸電的價值。


    他在一次采訪中說:“過去10年來,有十幾項,也許是二十多項研究表明,如果以提高可再生能源發電的份額為目標,那么一個更強大的區域和區域間輸電網是最具成本效益的解決方案?!?。帕特里克的研究表明,即使現在有了低成本的儲存和可再生資源,在全國范圍內實施清潔能源政策,而不是一個州一個州或一個地區一個地區地實施,在降低供電總成本的能力上也是相當有說服力的。


    同樣,加州大學伯克利分校和GridLab于2020年6月發布的一項研究表明,到2035年實現90%的清潔能源電網,可使批發電力成本比今天降低13%,這得益于約1000億美元的輸電擴建投資。


    普林斯頓大學(PrincetonUniversity)上個月發布的另一項研究顯示,到本世紀中葉,美國將實現2.5萬億美元的零碳經濟。該研究表明,到2030年,美國的高壓電網規模將增加60%,到2050年,將達到目前規模的三倍。


    伍德麥肯齊(WoodMackenzie)上個月的一份分析報告顯示,到2030年實現37%無碳電網的最大驅動力可能來自大約700億美元的輸電投資——在用清潔能源和電池取代化石燃料發電廠所需的6900億美元總投資中,這一比例相對較小。


    對于這些研究來說,最大的問題是如何將他們的發現轉化為擴大美國輸電網的行動。在本十年前五年進行了一些重大擴建之后,近年來,輸電發展明顯放緩,這是由于在多個管轄區建設大規模資本項目的復雜性所造成的,每個項目都有能力通過法律或監管挑戰阻止長達十年的發展進程。


    據行業組織和監管機構稱,即將上任的拜登哈里斯(BidenHarris)政府到2035年實現美國電力行業脫碳的目標,幾乎肯定需要對輸電規劃、選址和成本分配政策進行重大改革才能實現。


    這些觀察家一致認為,聯邦能源管理委員會和能源部將在建立協調的規劃制度方面發揮關鍵作用,這些制度可以從目前主要著眼于緩解現有擁堵的模式轉向考慮未來清潔能源增長需求的新方法。


    布朗說:“因為傳輸有很長的前置時間,現在就開始考慮這些事情很重要?!?/p>


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