研究人员指向能源效率而不是长期储存

根据美国能源部 (DOE) 国家可再生能源实验室 (NREL) 的研究人员进行的分析，采用能效措施可以减少完全使用可再生能源为国家建筑物供电所需的存储量。

随着越来越多的社区计划最终依赖 100% 的可再生能源，研究人员提出了一种可以指导他们前进的策略——一种摆脱长期储存的策略。

“最大限度地减少长期存储是尝试以具有成本效益的方式实现目标的关键因素，”与 William Livingood 共同撰写的新论文 Sammy Houssainy 说，该论文概述了 100% 可再生能源的方法。研究论文“具有成本效益且可靠的 100% 可再生电网的最佳策略”发表在《可再生和可持续能源杂志》上。

研究人员认为太阳能和风能是可再生能源的来源，因为大多数实现 100% 目标的计划都将这些考虑在内。他们还使用能源部的 EnergyPlus 和 OpenStudio 建筑能源建模工具来模拟能源需求，同时考虑建筑规模、年龄和入住类型等因素。来自美国能源信息署的数据向科学家们通报了现有建筑物的特性和建筑物使用的能源负荷。

此外，研究人员将该国分为五个气候带，从炎热潮湿(佛罗里达州坦帕)到极冷(明尼苏达州国际瀑布)。其他区域包括纽约市、埃尔帕索市和丹佛市。了解每个区域的加热和冷却需求的极端情况，使研究人员能够选择适当的可再生能源组合，以最大限度地减少所需的存储量。

虽然文献中存在不同的定义，但出于本研究的目的，研究人员将长期存储定义为满足电力需求超过 48 小时的能量存储系统。因此，长效储能在发电数天或数月后提供电力。然而，大多数长期存储技术要么不成熟，要么无法随处使用。两位 NREL 研究人员计算出，达到最后 75% 到 100% 的可再生能源将导致与长期储能相关的成本显着增加。研究人员没有关注存储，而是强调可再生资源、超大发电能力和能源效率投资的最佳组合。研究人员指出，存在多种途径来实现 100% 可再生，

他们还确定，将可再生能源容量扩大 1.4 至 3.2 倍，并通过建筑节能措施实现 52% 至 68% 的节能目标，可根据该国的地区制定成本最优的路径。Houssainy 说，提高家庭和办公室的能源效率可以减少所需的可再生资源的数量，减少存储量，并降低传输成本，最终支持无碳能源系统的实施。

“论文中包含的内容实际上是一个需要遵循的多步骤过程，”Livingood 说。“这个过程适用于大城市，也适用于小城市。现在，最终结果将发生变化，城市到城市，因为遵循这个多步骤过程以成本最优地实现目标。”

例如，研究人员计算出，坦帕的所有电力都来自太阳能电池板，而 International Falls 将 100% 来自风力涡轮机，以尽量减少对存储的依赖。

Livingood 说：“它的目的不是要取代对特定地点的详细工程设计和建筑、电网和能源基础设施规划过程的需求，但我们相信我们新颖的计算方法产生了总体概念和结论。广泛相关和适用。为了经济高效地实现 100% 可再生方案，我们新开发的计算方法提供了有助于指导这些详细工程设计和规划过程的一般原则。”

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