加利福尼亚州尔湾市，2021 年 11 月 5 日 —全世界都在关注在苏格兰格拉斯哥举行的联合国 COP26 气候峰会，能源基础设施脱碳战略是一个热门话题。然而，可再生能源的批评者质疑依赖间歇性资源的系统的可靠性。最近由加州大学欧文分校的研究人员领导的一项研究正面解决了可靠性问题。
在最近发表在《自然通讯》上的一篇论文中，包括中国清华大学、卡内基科学研究所和加州理工学院专家在内的作者表示，先进工业化国家目前的大部分电力需求可以通过风能和太阳能的某种组合来满足。力量。但这一积极的发现伴随着一个警告，即需要额外的努力才能完全满足这些国家的要求。
根据这项研究，大多数以风力发电为主的可靠系统能够在 72% 到 91% 的时间内满足所研究国家的电力需求，即使没有储能。通过增加 12 小时的储能容量，系统将成为太阳能的主导，并且可以满足 83% 到 94% 的小时需求。
“风能和太阳能可以满足许多地方 80% 以上的需求，而不会出现疯狂的存储量或过剩的发电量，这是关键点，”共同作者、UCI 地球系统科学教授史蒂夫戴维斯说。“但根据国家/地区的不同，在零碳未来，能源存储和其他非化石能源需要满足一些需求，这在一年中可能会有很多天。”
该团队分析了来自 42 个主要国家 39 年的每小时能源需求数据，以评估风能和太阳能资源是否足以满足其需求。他们发现，对于面积较大、纬度较低的国家来说，完全转换为可持续的电力资源会更容易，因为这些国家全年都可以依靠太阳能发电。
研究人员强调德国是一个相对较小的国家的例子，就陆地面积而言，纬度较高，这将使利用风能和太阳能资源满足其电力需求更具挑战性。
“历史数据表明，距离赤道较远的国家偶尔会经历被称为‘黑暗低谷’的时期，在此期间太阳能和风能的可用性非常有限，”主要作者、清华大学地球系统科学助理教授丹童说。“最近在德国发生的这种现象持续了两周，迫使德国人求助于可调度发电，在许多情况下，这种发电是由燃烧化石燃料的发电厂提供的。”
研究人员建议的缓解这一问题的方法包括建立超过年度需求的发电能力、发展长期储存能力以及在陆地上汇集多个国家的资源。
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