來自加州大學歐文分校、加州理工學院和卡內基科學研究所的聯(lián)合科研小組,分析了從1980年到2015年這36年來,美國每個小時的天氣數(shù)據(jù),以了解僅依靠太陽能和風能發(fā)電的障礙。
“如果我們想要一個基于這些資源的可靠電力系統(tǒng),就要考慮如何應對其日常和季節(jié)變化。”加州大學歐文分校地球系統(tǒng)科學副教授史蒂文˙戴維斯說。
他解釋說,小組研究了太陽能和風能在時間和空間上的變化,并與美國電力需求進行了比較,結果顯示,通過建設大陸傳輸網(wǎng)絡或可儲存12小時國家電力需求的設施,就能可靠地獲得全部所需電力的約80%。
研究人員表示,這種傳輸或存儲能力的擴展,意味著非常重大的投資。他們估計,新輸電線路成本可能高達數(shù)千億美元。不過,當今最便宜的電池存儲電力的費用更高,可能超過一萬億美元。其他形式的能源并沒有這么大的潛能,比如,美國東部雖然水資源豐富,但海拔不高,需要借助勢能的水利發(fā)電潛力有限。
目前,以化石燃料為基礎的電力生產(chǎn)占美國二氧化碳排放量大約38%,而二氧化碳污染是全球氣候變暖的主要原因?;诖隧椦芯?,戴維斯對未來使用風能和太陽能的前景感到鼓舞。因為就在5年前,還有很多人懷疑,僅靠這些資源可能只能滿足全部電力需求的20%—30%。
但要指出的是,還需克服季節(jié)和天氣變化帶來的能量儲備難題,才能達到理想的80%電力標準。“我們的工作表明,仍需要一些低碳排放的發(fā)電方法,比如核電等,來滿足缺口,直到最終的電力存儲和傳輸能力達到理想工作水平。”