可再生能源在美国的发展已经达到了引人注目的水平

2013年4月10日|上午9:55
史蒂夫·克莱梅尔
能源研究与分析总监

UCS刚刚发布了一份我参与撰写的新报告叫做大力发展可再生能源:你可以依靠的能源它表明,可再生能源已经在美国和世界各地提供了比几年前许多人想象的更清洁、更可靠的电力。它还表明,我们有能力在美国电力系统中容纳更多的风能和太阳能,并在未来达到更高的水平。

这篇文章是关于加强可再生能源:2013年清洁能源政策值得关注

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可再生能源为许多州和国家提供了重要的电力来源

从2007年到2012年,美国的风能和太阳能发电增长了近四倍,其他国家的增长速度甚至更高。2012年,美国风能和太阳能发电都创下了新纪录,占全国新增发电量的一半以上。由于这种增长,许多州和国家已经实现了这些清洁能源的高普及率。例如:

  • 2012年,风力发电提供了9个州超过10%的电力,其中爱荷华州和南达科他州以24%的比例领先。
  • 丹麦是全球的领导者,2012年风能提供了该国30%的电力,其次是葡萄牙(17%),西班牙(16%),爱尔兰(13%)和德国(11%)。
  • 德国是全球太阳能光伏(PV)的领导者,目前在需求旺盛的炎热晴天,它可以提供全国一半以上的电力。
  • 加州在太阳能光伏装机容量方面领先美国,其次是亚利桑那州和新泽西州,这两个州在晴天都能满足5%或更多的电力需求。
  • 在2012年和2013年初的特定日子里,风力发电提供了30%以上德州堪萨斯州和俄克拉荷马州电;25%的中西部地区的电;而且发电量首次超过了水力发电西北太平洋地区

公用事业公司正在整合高水平的可再生能源

美国一些最大的公用事业公司也在很大程度上依赖可再生能源。例如:

  • 2011年,可再生能源为南加州爱迪生公司(SCE) 1400万客户提供了21%的电力,其中7.5%来自风能和太阳能。SCE预计,到2017年,风能和太阳能将占其零售电力销售的18%,因为该公用事业公司正在努力到2020年达到加州可再生电力标准(RES)的33%。
  • 在明尼苏达州,Xcel能源公司预计,风能和其他可再生能源将从2012年占年电力销售的19%上升到2020年的30%,以满足该州的RES标准。

    2012年春天,Xcel能源公司位于科罗拉多州格罗弗附近的雪松溪风力发电场帮助该公司在一个晚上产生了57%的电力,这是美国的一项记录。
    资料来源:美国国家大气研究中心2011年。

我们拥有显著提高可再生能源并保持可靠性的工具

向严重依赖风能和太阳能的系统过渡确实给电网管理带来了挑战。毕竟,风不总是吹,太阳不总是照耀。然而,面对变异性和不确定性,满足电力需求对电网运营商来说并不是一个新概念。他们已经对不断变化的需求、计划中的发电厂停机维护、恶劣天气、设备故障和其他意外事件造成的停机做出了调整。向系统中添加可变能源可能会增加挑战的复杂性,但不会造成不可克服的技术问题或巨大的成本。

幸运的是,我们有工具可以大幅增加可再生能源的使用,并保持照明,同时降低成本和减少排放。这些工具包括:

  • 地理上的分散.在更大范围内整合风能和太阳能项目有助于消除单个项目电力供应不平衡的问题。
  • 更好的预测.一些较大的公用事业和区域电网运营商正在利用天气观测、气象数据、计算机模型和统计分析来预测风能和太阳能的输出,减少化石燃料的电力和储备,并降低成本。
  • 改进的调度.由于风力和阳光是波动的,允许运营商以每小时为单位安排电力输送可以使电网更高效。
  • 更灵活的发电厂.当风能和太阳能电力减少时,电网运营商可以使用备用电源,如水力发电和快速启动的天然气发电厂来填补空白。
  • 建设新的输电线路将高质量的风能和大规模太阳能从偏远地区输送到城市,并在区域电网和公用事业之间提供更强的联系。
  • 管理客户需求.在需求高时,向客户付费以减少用电量通常是管理电网变化的最便宜的方式。
  • 创建更智能的电网.传感、通信、控制和电力电子方面的新技术可以使电网运营商整合更大容量的可再生能源。
  • 存储。现在有几种技术可以存储可再生能源的电力,以在需求高时使用,并管理电网的可变性。

有了强有力的政策,可再生能源将在2050年提供美国80%的用电量

有了这些工具在手,我们可以将可再生能源提升到更高的水平。至少18个国家制定了具有约束力的可再生电力目标。例如,德国有一个具有约束力的目标,到2020年,可再生能源发电量至少占其总发电量的35%,到2050年,这一比例将提高到80%。虽然美国没有扩大可再生能源使用的国家目标或其他长期政策,但已有29个州采用了可再生能源标准。

正如我在博客去年八月美国国家可再生能源实验室(NREL) 2012年的一项研究发现,到2050年,现有的可再生能源技术可以为美国提供80%的电力。使用上述许多工具,该研究发现,到2050年,仅风能和太阳能就可以提供美国近一半的电力,同时满足美国每个地区每小时的需求。为了实现这一目标,我们今天就需要做出明智的投资和政策决定,推动国家走向更清洁的能源未来。