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          一个工程师团队开发保持灯上的新方法

          研究人员建议,100%清洁,可再生能源可以防止停电三种方式。

          Solar Panels

          新方法减少能源需求,以及健康和气候的损害。 | istock /米洛斯 - 穆勒

          可再生能源解决方案通常是由权力的风,水和阳光,对能源的不断需求波动产生的矛盾阻碍。

          通过新的研究 马克ž。雅各布森申博体育土木与环境工程教授和他的同事在加州大学伯克利分校,并在丹麦的奥尔堡大学发现了​​几种解决方案,以使清洁,可再生能源足够可靠的电力至少139个国家。

          在他们的论文发表在本周出版的手稿 再生能源,这三种不同的方法,研究人员建议在所有的产业,交通能源提供一致的动力;加热和冷却;行业;与农业,林业和渔业,在20个国家的世界地区涵盖139后,所有的行业都得到了100%的转化清洁可再生能源。此前雅各布森和他的同事开发 路线图 到2050年80%的过渡,到2030年已完成的转换139个国家的100%清洁,可再生能源 目前的学习 检查的方式,以保持电网与这些发展蓝图稳定。

          “基于这些结果,我可以更自信地指出,没有任何技术或经济壁垒与低成本稳定电网转变整个世界的100%清洁,可再生能源,”说 雅各布森,谁也处在高级研究员 斯坦福普雷科特能源研究所 和 申博体育伍兹环境研究所。 “这个解决方案将大大有助于消除全球变暖和4万至700万台的全球发生的每一年,同时还提供了能源安全与污染有关的死亡人数很长的路要走。”

          本文建立在之前的2015年 研究 由雅各布森和他的同事,审查电网保持稳定在48个美国的能力。该研究报告对如何实现这些目标只有一个场景。批评一些过分依赖增加涡轮机水坝该文件存在,该组为了增加建议高峰电力生产不改变水坝的数量和大小。另外,以前的论文被人批评为过分依赖于水,冰和岩石地下储存多余的电能。在当前的纸张地址的解决方案通过建议几种批评,用于稳定与100%的清洁,可再生能源所产生的能量,包括在水,冰或岩石无添加溶液和无水电存储涡轮这些不同的解决方案。

          “我们的主要结果是,有对问题的多种解决方案,”雅各布森说。 “这是重要的,因为最大的障碍大规模推行清洁可再生能源的是人的看法,它是太难保持灯随机风能和太阳能的输出。”

          供需

          在ESTA研究的心脏是需要匹配风,水和阳光电源和存储随着预测什么需求是研究人员在2050年要做到这一点提供的能量,他们分组139个乡村俱乐部,为他们在创建能源路线图以前的研究,为基于地理接近性和地缘政治的一些担忧20个地区。不像以前的139国研究,能源供应再配上年度平均水平的需求,本研究匹配30秒为增量为5年(2050至54年)供需帐户在风吹日晒权力,以及可变性如超过时间和季节需求的变化。

          在研究中,两位研究人员依靠计算机模型的程序。预测2050整体的天气模式到2054从这第一个节目,他们还预测能源从生产的可能是与天气相关的能源像陆上和海上风力发电机,屋顶上的太阳能光伏并在发电厂,太阳能集中量太阳能热电站和植物随着时间的推移。这些类型的能源都是不同的,并不一定产生能量当需求是最高的。

          然后将该组用第二模型,通过电力的方式并入更稳定源,如地热发电厂产生的能量,潮汐和波装置,以及水力发电厂合并从所述第一模型的数据,和热,地热等水库。第二模型还包括将能量存储在有了过量,如在电,热,冷和贮氢的方法。此外,该模型包括随着时间的推移能源需求的预测。

          与两款车型,小组能预测都多少能量可以通过能量的更多变的来源产生,以及如何以及其他来源可以消耗掉的能量波动以满足需求。

          避免停电

          基于在所有5年所有20对世界各地区低成本避免停电下三种不同的审议和存储场景建模数据的情况。一个场景包括热泵使用 - 这代替基于燃烧的加热器和冷却器,而不是热的或冷的能量存储的;不添加两个涡轮现​​有水电水坝;和一个不具有蓄电池。这不停电下三种不同情况发生的事实表明,与100%的风,水和阳光电源可能电网稳定性许多可能的解决方案是结论违背先前声称,电网不能稳定住只有可再生能源的这种高渗透。

          总体而言,成本研究人员发现,每能量,包括在卫生,气候和方面的成本能在情况下,每个季度为一个关于如果世界继续STI目前的能源道路上会是什么单位。在很大程度上,这是由于消除化石燃料的健康和气候的成本。同时,通过减少水蒸气包含在路线图中的风力涡轮机将抵消公司整体升温的3%至日期。

          ,虽然产生能量的单元的成本是在像场景和不干预情况下的路线图中,研究人员发现,路线图大致在系统所需的一半的能量的量切断。因此,卫生组织的消费者将少付。能源节约的大量这些来自避免需要矿能源,运输和精炼矿物燃料,从电力转换成直接燃烧,和热泵使用INSTEAD加热器和空气调节器是常规的。

          “其中一个面临着能源系统的最大挑战是完全清洁,零排放的风,水和阳光电源基于是以合理的成本满足供求为基础,近乎完美的可靠性,”马克说DELUCCHI论文的合着者,研究科学家在美国加州大学伯克利分校。 “这说明我们的工作可以ESTA完成的,在世界上几乎所有的国家,已建立的技术。”

          合作

          雅各布森和他的同事说,他们的实施路线图的剩下的挑战是,他们需要跨越国界的协调。

          “理想情况下,你必须决定你要去的地方把风力发电场,你要去哪里把太阳能电池板,在那里你打算把电池存储合作,”雅各布森说。 “当它被提前计划的时间在一个时间不是做一件对整个系统是最有效的。”

          在这种地缘政治的复杂的光,他们也正在对较小的路线图,以帮助个别乡镇,其中有许多已经承诺实现100%的可再生能源。