根據(jù)美國(guó)能源部 (DOE) 國(guó)家可再生能源實(shí)驗(yàn)室 (NREL) 的研究人員進(jìn)行的分析，采用能效措施可以減少完全使用可再生能源為國(guó)家建筑物供電所需的存儲(chǔ)量。

隨著越來越多的社區(qū)計(jì)劃最終依賴 100% 的可再生能源，研究人員提出了一種可以指導(dǎo)他們前進(jìn)的策略——一種擺脫長(zhǎng)期儲(chǔ)存的策略。

“最大限度地減少長(zhǎng)期存儲(chǔ)是嘗試以具有成本效益的方式實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的關(guān)鍵因素，”與 William Livingood 共同撰寫的新論文 Sammy Houssainy 說，該論文概述了 100% 可再生能源的方法。研究論文“具有成本效益且可靠的 100% 可再生電網(wǎng)的最佳策略”發(fā)表在《可再生和可持續(xù)能源雜志》上。

研究人員認(rèn)為太陽能和風(fēng)能是可再生能源的來源，因?yàn)榇蠖鄶?shù)實(shí)現(xiàn) 100% 目標(biāo)的計(jì)劃都將這些考慮在內(nèi)。他們還使用能源部的 EnergyPlus 和 OpenStudio 建筑能源建模工具來模擬能源需求，同時(shí)考慮建筑規(guī)模、年齡和入住類型等因素。來自美國(guó)能源信息署的數(shù)據(jù)向科學(xué)家們通報(bào)了現(xiàn)有建筑物的特性和建筑物使用的能源負(fù)荷。

此外，研究人員將該國(guó)分為五個(gè)氣候帶，從炎熱潮濕(佛羅里達(dá)州坦帕)到極冷(明尼蘇達(dá)州國(guó)際瀑布)。其他區(qū)域包括紐約市、埃爾帕索市和丹佛市。了解每個(gè)區(qū)域的加熱和冷卻需求的極端情況，使研究人員能夠選擇適當(dāng)?shù)目稍偕茉唇M合，以最大限度地減少所需的存儲(chǔ)量。

雖然文獻(xiàn)中存在不同的定義，但出于本研究的目的，研究人員將長(zhǎng)期存儲(chǔ)定義為滿足電力需求超過 48 小時(shí)的能量存儲(chǔ)系統(tǒng)。因此，長(zhǎng)效儲(chǔ)能在發(fā)電數(shù)天或數(shù)月后提供電力。然而，大多數(shù)長(zhǎng)期存儲(chǔ)技術(shù)要么不成熟，要么無法隨處使用。兩位 NREL 研究人員計(jì)算出，達(dá)到最后 75% 到 100% 的可再生能源將導(dǎo)致與長(zhǎng)期儲(chǔ)能相關(guān)的成本顯著增加。研究人員沒有關(guān)注存儲(chǔ)，而是強(qiáng)調(diào)可再生資源、超大發(fā)電能力和能源效率投資的最佳組合。研究人員指出，存在多種途徑來實(shí)現(xiàn) 100% 可再生，

他們還確定，將可再生能源容量擴(kuò)大 1.4 至 3.2 倍，并通過建筑節(jié)能措施實(shí)現(xiàn) 52% 至 68% 的節(jié)能目標(biāo)，可根據(jù)該國(guó)的地區(qū)制定成本最優(yōu)的路徑。Houssainy 說，提高家庭和辦公室的能源效率可以減少所需的可再生資源的數(shù)量，減少存儲(chǔ)量，并降低傳輸成本，最終支持無碳能源系統(tǒng)的實(shí)施。

“論文中包含的內(nèi)容實(shí)際上是一個(gè)需要遵循的多步驟過程，”Livingood 說。“這個(gè)過程適用于大城市，也適用于小城市?，F(xiàn)在，最終結(jié)果將發(fā)生變化，城市到城市，因?yàn)樽裱@個(gè)多步驟過程以成本最優(yōu)地實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。”

例如，研究人員計(jì)算出，坦帕的所有電力都來自太陽能電池板，而 International Falls 將 100% 來自風(fēng)力渦輪機(jī)，以盡量減少對(duì)存儲(chǔ)的依賴。

Livingood 說：“它的目的不是要取代對(duì)特定地點(diǎn)的詳細(xì)工程設(shè)計(jì)和建筑、電網(wǎng)和能源基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃過程的需求，但我們相信我們新穎的計(jì)算方法產(chǎn)生了總體概念和結(jié)論。廣泛相關(guān)和適用。為了經(jīng)濟(jì)高效地實(shí)現(xiàn) 100% 可再生方案，我們新開發(fā)的計(jì)算方法提供了有助于指導(dǎo)這些詳細(xì)工程設(shè)計(jì)和規(guī)劃過程的一般原則。”

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