根據(jù)美國能源部 (DOE) 國家可再生能源實驗室 (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家建筑物供電所需的存儲量。

隨著越來越多的社區(qū)計劃最終依賴 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——一種擺脫長期儲存的策略。

“最大限度地減少長期存儲是嘗試以具有成本效益的方式實現(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，因為大多數(shù)實現(xiàn) 100% 目標(biāo)的計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，同時考慮建筑規(guī)模、年齡和入住類型等因素。來自美國能源信息署的數(shù)據(jù)向科學(xué)家們通報了現(xiàn)有建筑物的特性和建筑物使用的能源負(fù)荷。

此外，研究人員將該國分為五個氣候帶，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，研究人員將長期存儲定義為滿足電力需求超過 48 小時的能量存儲系統(tǒng)。因此，長效儲能在發(fā)電數(shù)天或數(shù)月后提供電力。然而，大多數(shù)長期存儲技術(shù)要么不成熟，要么無法隨處使用。兩位 NREL 研究人員計算出，達(dá)到最后 75% 到 100% 的可再生能源將導(dǎo)致與長期儲能相關(guān)的成本顯著增加。研究人員沒有關(guān)注存儲，而是強調(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，存在多種途徑來實現(xiàn) 100% 可再生，

他們還確定，將可再生能源容量擴大 1.4 至 3.2 倍，并通過建筑節(jié)能措施實現(xiàn) 52% 至 68% 的節(jié)能目標(biāo)，可根據(jù)該國的地區(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，減少存儲量，并降低傳輸成本，最終支持無碳能源系統(tǒng)的實施。

“論文中包含的內(nèi)容實際上是一個需要遵循的多步驟過程，”Livingood 說。“這個過程適用于大城市，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，因為遵循這個多步驟過程以成本最優(yōu)地實現(xiàn)目標(biāo)。”

例如，研究人員計算出，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，以盡量減少對存儲的依賴。

Livingood 說：“它的目的不是要取代對特定地點的詳細(xì)工程設(shè)計和建筑、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)高效地實現(xiàn) 100% 可再生方案，我們新開發(fā)的計算方法提供了有助于指導(dǎo)這些詳細(xì)工程設(shè)計和規(guī)劃過程的一般原則。”

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