由環(huán)境工程師Daniel Cohan和萊斯大學(xué)George R. Brown工程學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)專(zhuān)業(yè)的高年級(jí)學(xué)生Richard Morse領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)新工作使用了優(yōu)化模型來(lái)確定擬議的風(fēng)能和太陽(yáng)能項(xiàng)目的最低成本組合，這些項(xiàng)目有可能取代得州的燃煤發(fā)電。
正如作者在發(fā)表在《Renewables: Wind, Water, and Solar》雜志上的論文中所說(shuō)：“簡(jiǎn)單地說(shuō)，它并不總是有風(fēng)，也不總是有陽(yáng)光，但它幾乎總是在得克薩斯州的某個(gè)地方有風(fēng)或有陽(yáng)光。”
Cohan說(shuō)，這可以使風(fēng)能和太陽(yáng)能取代幾乎所有的煤炭輸出，特別是如果風(fēng)能和太陽(yáng)能項(xiàng)目選址在能提供互補(bǔ)輸出的地方。這篇新論文建立在他的實(shí)驗(yàn)室2018年的一項(xiàng)研究之上。
“這篇論文實(shí)際上是關(guān)于我們?nèi)绾伪M快過(guò)渡到遠(yuǎn)離煤炭，”土木與環(huán)境工程系副教授Cohan說(shuō)。“得克薩斯州仍然比其他任何州燃燒更多的煤，排放更多的二氧化硫和其他污染。即使過(guò)渡是不可避免的，我們也迫切需要盡快擺脫煤炭，以改善空氣質(zhì)量和健康。”
“清理我們用來(lái)為社會(huì)提供動(dòng)力的能源是我們需要做的最重要的事情之一，”Morse說(shuō)，他在2020年得克薩斯州能源峰會(huì)上因其在該項(xiàng)目上的工作而贏得了馬爾科姆-維迪克特紀(jì)念海報(bào)競(jìng)賽。“Cohan教授宣傳說(shuō)這是一個(gè)以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的項(xiàng)目，而這正是我的背景，所以能夠幫助一個(gè)清潔能源整合項(xiàng)目對(duì)我來(lái)說(shuō)非常有趣。”
得克薩斯州的幾家大型煤電廠(chǎng)在2018年關(guān)閉了，剩下的大多數(shù)工廠(chǎng)的運(yùn)行速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于產(chǎn)能，包括在2021年2月寒潮期間的停電。該團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)現(xiàn)，在2020年6月之前已經(jīng)向得克薩斯州電力可靠性委員會(huì)提出的風(fēng)能和太陽(yáng)能項(xiàng)目中，僅有三分之一可以取代該州幾乎所有的煤炭發(fā)電。自2020年6月以來(lái)，這些項(xiàng)目中有幾十個(gè)已經(jīng)建成，而提議的太陽(yáng)能項(xiàng)目的隊(duì)列已經(jīng)翻了一番。
風(fēng)力和太陽(yáng)能成功的關(guān)鍵將是擴(kuò)大輸電線(xiàn)路，將該州風(fēng)勢(shì)最強(qiáng)、陽(yáng)光最充足的地區(qū)與城市相連。
“在得克薩斯州，這是減緩風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)展的最大瓶頸，”Cohan說(shuō)。“去年通過(guò)的兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法案是一個(gè)好的開(kāi)始，但沒(méi)有足夠的資金用于傳輸。此外，由于沒(méi)有連接到其他電網(wǎng)，得克薩斯州已經(jīng)錯(cuò)過(guò)了向其他州出售剩余風(fēng)能和太陽(yáng)能的機(jī)會(huì)。”
Cohan指出，在短期內(nèi)，天然氣將繼續(xù)對(duì)得克薩斯州的電力可靠性至關(guān)重要，特別是在ERCOT努力從2021年的寒潮中恢復(fù)的時(shí)候。然而，他說(shuō)，風(fēng)能和太陽(yáng)能農(nóng)場(chǎng)的互補(bǔ)性選址可以減少對(duì)天然氣和儲(chǔ)存的需求，并消除對(duì)煤炭的需求。研究表明，來(lái)自西得克薩斯州的風(fēng)能往往在夜間達(dá)到高峰，而南得克薩斯州的風(fēng)能在夏季的下午和晚上隨著海風(fēng)達(dá)到高峰。與白天的太陽(yáng)能一起，這些互補(bǔ)的資源可以覆蓋一年中的大部分時(shí)間，但不是所有的時(shí)間。
Cohan說(shuō)：“即使有互補(bǔ)性的選址，仍然會(huì)有太陽(yáng)不照耀和風(fēng)不吹拂的時(shí)間。從歷史上看，主要的挑戰(zhàn)是夏天的下午，空調(diào)全速運(yùn)轉(zhuǎn)，以及偶爾的深凍。太陽(yáng)風(fēng)和沿海風(fēng)在夏季高峰期表現(xiàn)良好，但在某些晚上我們需要其他東西才能發(fā)揮作用時(shí)可能會(huì)平靜下來(lái)。”
他說(shuō)，將煤炭從得克薩斯州的電網(wǎng)中消除只是一個(gè)時(shí)間問(wèn)題。“我認(rèn)為沒(méi)有一家電力公司想長(zhǎng)期經(jīng)營(yíng)煤電廠(chǎng)，”Cohan說(shuō)。“與從頭開(kāi)始建設(shè)風(fēng)能和太陽(yáng)能項(xiàng)目相比，它們更污染環(huán)境，運(yùn)營(yíng)成本更高，而且大多數(shù)電力公司現(xiàn)在都有計(jì)劃在2050年之前達(dá)到凈零碳排放，如果不是之前的話(huà)。”
他說(shuō)：“也許正因?yàn)槿绱?，他們一直沒(méi)有投資升級(jí)他們的煤電廠(chǎng)，其中許多煤電廠(chǎng)已經(jīng)有40多年的歷史，效率并不高。”
原標(biāo)題：研究表明風(fēng)能和太陽(yáng)能可以取代得克薩斯州的燃煤發(fā)電 大幅減少污染
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