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        電力脫碳,城市全靠可再生能源?

        2021-03-24 11:46:40Sora
        看世界 2021年3期
        關鍵詞:佛蒙特州脫碳風能

        Sora

        2020年4月3日,美國加州,位于莫哈韋沙漠的巨型太陽能板陣。這些太陽能板占地3500英畝,為超過14萬戶家庭提供電力

        大多數使用“清潔”電能的主張,都緊跟著隨之而來的各項注意事項。在目前,很多全天候可再生能源所需的技術,尚未準備就緒。

        2014年,美國佛蒙特州伯靈頓市宣布,已經在可再生能源方面達到一個里程碑—其可再生能源產生的電力足以滿足本市所有電力需求。這座擁有4.2萬人口、位于尚普蘭湖畔的城市,也是參議員伯尼·桑德斯的出生地。

        “可再生城市”伯靈頓

        伯靈頓的市政府宣稱,該市是美國最早的“可再生城市”之一。伯靈頓的電力部門,購買了位于城市邊緣韋諾斯基河上的韋諾斯基1號水力發(fā)電項目所提供的7.4兆瓦電量。

        佛蒙特州公共事務局局長克里斯托弗·雷基亞表示:“這表明我們有能力做到這一點,而且我們能夠以使佛蒙特人真正為未來做好準備的方式,來有效地做到這一點?!边@是一項廣泛改革的一部分。

        改革包括一個全州范圍內的目標:到2050年,將佛蒙特州90%的能源來源轉化為可再生資源,包括電力、供暖和運輸。雷基亞說,在全州范圍內,佛蒙特人都在敦促電力公司向他們提供可再生能源,相關部門也聽取了人們的意見。

        從那時起,得克薩斯州的喬治敦、科羅拉多州的阿斯彭和美國其他幾個小鎮(zhèn)加入了伯靈頓市的行列。盡管有些城市使用清潔能源有先天優(yōu)勢,如伯靈頓就得益于大量來自水力發(fā)電的電力,以及用于燃燒的充足木材。但許多依靠化石燃料發(fā)電的城市,目前也正在加入這一行列。

        如今,美國有170多個城鎮(zhèn)承諾,會將其電力供應從煤炭和天然氣轉移到太陽能、風能和水力發(fā)電。目前僅從可再生能源中獲取11%電力的圣路易斯,承諾到2035年,將完全依靠可再生能源發(fā)電;依賴煤炭的丹佛,曾承諾到2030年將完成同樣的電力來源轉換。

        世界資源研究所的城市可再生能源經理萊西·謝弗表示:“許多城市正在制定這些目標,并努力在極短的時間內將可再生能源的使用比例從一小部分提高到100%。這是城市能源工作非常激動人心的時刻。”

        但是,所謂“100%可再生能源城市”,實際上真的是100%利用可再生能源了嗎?現實有點復雜,它也顯示了美國真正進行“深度”電力脫碳時所面臨的挑戰(zhàn)。

        首先,轉向清潔電力,并不意味著城市可以將其碳排放足跡完全抹去—居民可能仍在駕駛耗油量大的汽車,或用天然氣取暖。

        甚至大多數使用“清潔”電力的城市發(fā)表聲明時都帶有注意事項:這些100%可再生能源城市實際上的意思是,它們從風能、太陽能或其他清潔能源中獲得了足夠的電力,以平衡一年中使用的電力總量。

        城市電力能源來源混合

        對于佛蒙特州等充滿可再生能源的地方來說,這沒什么大不了的。但是在其他地區(qū),城市可能無法實時使用所有的可再生電力。即便在太陽沒有照耀大地、風沒有刮起來時,電子仍然需要在電網中流淌,來維持城市照明。

        目前,大多數更穩(wěn)定的能源來自不可再生資源,其中主要是天然氣和煤炭。

        得克薩斯大學奧斯汀分校的研究人員約書亞·羅德斯說:“實際上,沒有哪個城市可以在電網中像孤島一樣運作。你終歸將連接到更大規(guī)模的電網中。沒有‘化石燃料電子和‘可再生能源電子之類的東西—一旦連接到電網,所有來源的能源就會混合在一起?!?/p>

        這意味著即使是100%依靠可再生能源的城鎮(zhèn),也可能會不時地從化石燃料中獲取電力。

        完全脫碳將需要除太陽能和風能之外的清潔能源。

        正因為如此,羅德斯說,純粹依靠可再生能源運行,這一目標更像是一種數學計算,而不是單純地描述一個城市的能源來源。

        2019年,美國公用事業(yè)規(guī)模的發(fā)電設施發(fā)電量約為41270億千瓦時。其中約63%的電力來自化石燃料,包括煤炭、天然氣、石油和其他氣體;約20%來自核能;約18%來自可再生能源。

        而大多數城市中,僅有約15%的電力來自可再生能源。風能和太陽能等可再生能源,僅在一天中的某些時間段可用;綠色的全天候電能所需的許多技術尚未完全就緒。

        “綠色”電網尚需更多清潔能源。普林斯頓大學工程學教授杰西·詹金斯認為,這其中可能包括巨型電池、核能和地熱能,以及氫燃料,甚至包含天然氣與碳捕獲技術的結合。但是,這些清潔能源所需的技術要么尚未準備好廣泛使用,要么價格昂貴,以至于成本過高。

        新上任的美國總統(tǒng)拜登承諾,美國將在2035年消除來自電網的所有碳排放。這是一項艱巨的任務,但如果在清潔能源方面進行巨額投資的話,在技術上是可行的。

        即使拜登在分裂的國會中受到阻礙,他也可以與共和黨人合作,促進對電網清潔化所需技術的研究和開發(fā)。

        麥肯錫合伙人、在電網去碳化方面發(fā)表過有影響力論文的內斯特·塞普爾維達說:“可再生能源在過去十年中取得了長足進步,這是非常好的現象?!钡a充說,完全脫碳將需要除太陽能和風能之外的清潔能源。問題在于誰能最先提出新的解決方案,以及解決方案能否及時出現。

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