到2035年,美國可以將90%的可再生能源

2020-08-11 科技前沿探索發現

專家對美國用零碳電力取代燃煤和燃氣發電廠的速度有不同意見。有人說,到2050年,我們可以以很少的摩擦和最小的成本將功率轉換為100%的 清潔能源。其他人則說這是不切實際的 樂觀。論點雙方的科學家都同意,有可能獲得80%或90%的清潔能源。辯論集中在最後10%或20%。

研究人員試圖通過加州大學伯克利分校的一項新分析來解決這一難題。而不是問「多少?」 他們問「有多快?」 —具體來說,就是用風能,太陽能,水力發電和核能,我們能以多快的速度達到90%的零碳電力,而不會給消費者帶來任何額外成本。由於風力渦輪機,太陽能電池板和電池的成本迅速下降,答案是2035年。

清潔能源諮詢公司GridLab執行董事Ric O'Connell說:「我們花太多時間強調最後10%,而沒有足夠的時間考慮前90%」 。「因此,讓我們關注前90%。」

當公用事業建設新的發電廠時,它們會將成本轉嫁給納稅人。到2035年,納稅人將償還當今運行的大多數燃氣或燃煤電廠,這意味著如果公用事業儘早關閉這些電廠,消費者將不會蒙受損失。這就是研究人員所謂的「無額外費用」的意思。納稅人將還清舊的無碳電廠後,將為其提供資金。減少汙染將幫助人們更輕鬆地呼吸,降低醫療保健成本,並使從化石燃料轉移過來的總體費用降低。

作者說,通過建立風能,太陽能和電池儲存庫,我們可以使每家燃煤電廠以及許多燃氣電廠脫機。我們將在需要時使用其餘的設施供電。化石燃料僅佔電力供應的10%,而不會產生碳汙染的核能和水力發電將佔20%左右。剩餘的70%將來自風能和太陽能,再加上電池存儲,這意味著我們90%的電力將來自零碳源。

在過去的十年中,可再生能源的成本急劇下降,一直超過專家的預測。Lazard表示,從2009年到2019年,風電成本下降了70%,而大型太陽能的成本下降了近90%。根據彭博新能源財經的數據,從2010年到2019年,電池成本也下降了近90%。電池成本的下降改變了遊戲規則,因為電池可以在天黑而無風的情況下為電池存儲電量。

加州大學伯克利分校能源研究科學家,報告的主要作者阿莫爾·帕德克(Amol Phadke)說:「技術發展的步伐通常被低估了。」 「在我的職業生涯中,我的所有預測都是保守的。」 他說,專家們對未來幾年成本下降的速度越來越樂觀。

作者認為,美國人正在擁抱電池驅動的汽車和公共汽車,這將給電網增加壓力。他們說,公用事業可以用與使用煤炭或天然氣相同的成本來滿足風能和太陽能的不斷增長的需求。

但是,如果沒有立法者的幫助,這一切都不可能發生。化石燃料的成本大體上不能解釋它們對人類健康造成的損失。為了解決這個問題,並幫助克服能源系統中的慣性,專家們在隨附的政策文件中呼籲採取多種措施,例如國家清潔能源標準和可再生能源稅收抵免。

該研究利用了國家可再生能源實驗室和軟體開發商Energy Exemplar的最新模型。研究發現,向90%的零碳電力過渡(這是一項勞動密集型的工作),每年可以創造超過50萬個工作崗位,作者說這可以幫助美國克服當前的經濟衰退。

在該國與致命的呼吸道疾病作鬥爭之時,向清潔能源的轉變也將為公共健康帶來福音。該報告發現,通過使美國人免受有毒汙染,到2050年,向90%的清潔能源轉移可以挽救多達85,000條生命。與研究無關的專家稱讚該報告,包括其對公共衛生的關注。

麻省理工學院能源計劃的研究員派屈克·布朗在電子郵件中說:「氣候和環境影響對有色社區和低收入社區的影響不成比例。」 「當將化石能源包含在此類模型中時,務必要明確其對人類的成本,因此,我很高興看到其中包含了這些成本。」

史丹福大學環境工程學教授馬克·雅各布森(Mark Jacobson)認為該報告不夠雄心勃勃,他說:「我相信他們的目標可以實現,但我認為我們可以走得更遠。」 他自己的研究一直是激烈的辯論主題,他發現,到本世紀中葉,有可能完全用風力,太陽能和水力為國家供電。

奧康奈爾(O'Connell)認為,研究人員應該專注於實現90%的零碳發電,而不是爭論達到100%的可行性。就像20年前的科學家無法預測今天的風能和太陽能價格如何便宜一樣,今天的科學家也無法預測15年後將花費多少新技術。他列舉了一些可能讓美國以100%的零碳電力,如綠色氫氣,新一代核能,以及家電與電網互動。但是,他說,技術已經發展到美國現在可以檢修電網的地步。


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