【編者按】全球對太陽能和風力發(fā)電的需求在不斷激增咐容。2009年以來，全球太陽能光伏的裝機量平均每年增加了約40%执俩，而風力發(fā)電力的裝機容量已經(jīng)增加了一倍。

風能和太陽能產(chǎn)業(yè)的急劇增長癌刽，已經(jīng)導致公共部門開始測試大規(guī)模能夠存儲多余清潔電力并且在陽光和風力供應都不足時按需傳送電力的技術蚤就。

現(xiàn)在，一組來自斯坦福大學的研究人員已經(jīng)就為電網(wǎng)制造電池和其他存儲技術的“巨大成本”進行了研究虑治。目前的問題是闰厨，可再生能源的供應，例如風能和太陽能光伏瘪棱，是否可以產(chǎn)生足夠的能量來推動其自身的成長以及必要的儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展害寸。

“當創(chuàng)建一項新技術時，你必須預先投入大量的精力窒兼，”斯坦福大學的一位研究助理邁克爾?戴爾表示寝谚。“研究表明军裂，風力渦輪機和太陽能光伏裝置現(xiàn)在生產(chǎn)的能量比它們消耗的能量要多蹋烂。問題是，風能和太陽能產(chǎn)業(yè)能夠負擔得起多少額外的電網(wǎng)規(guī)模的存儲威沙，而能源供應商仍然能夠為電網(wǎng)保存多少額外的電網(wǎng)規(guī)模的存儲苹动。”

在發(fā)表于三月十九日《能源與環(huán)境科學》雜志網(wǎng)絡版的文章中攘活，戴爾和他的斯坦福大學的同事發(fā)現(xiàn)蠢涝，從一個充滿活力的角度來看，風電行業(yè)能夠輕松負擔起大量的存儲阅懦，足以提供超過三天的不間斷電力惠赫。然而，該研究還發(fā)現(xiàn)故黑，太陽能產(chǎn)業(yè)僅能負擔起約24小時的能量儲存。這是因為庭砍，與風力汽輪機相比场晶，它需要應用更多的能量來制造太陽能電池板。

“我們研究了通過現(xiàn)時構建電池和其他存儲技術而有可能給風能和太陽能產(chǎn)業(yè)造成的負擔的增加怠缸，”該研究的主要作者戴爾表示诗轻。“我們的分析表明揭北，今天的風電行業(yè)扳炬，甚至是具有大量電網(wǎng)規(guī)模存儲的風電行業(yè)，是積極可持續(xù)的搔体。我們發(fā)現(xiàn)恨樟，通過減少用于制造太陽能光伏發(fā)電的能量综俄，太陽能產(chǎn)業(yè)也能實現(xiàn)可持續(xù)的存儲能力≈倏埽”

他表示制沦，還需要減少對電池制造的能源投入。

有力的風

多年來购具，消費者已經(jīng)習慣于認為靠煤炭榛青、天然氣或石油運行的發(fā)電廠是電力需求的主要來源。但是這些可提供可靠的惯醇、不間斷的能量的化石燃料曙惋，還會散發(fā)出數(shù)億噸溫室氣體，造成全球變暖款野。

風能和太陽能發(fā)電場提供無排放的能源妙声，但是只有在刮風和陽光普照的時候才會發(fā)電。過剩能量可以被存儲用于以后使用臊整，但是今天的電網(wǎng)不具有存儲能力障漓，因此使用了其他措施來平衡電力供應和需求。

在這項研究中蛔琅，斯坦福大學的小組為電網(wǎng)考慮了多種存儲技術胎许，包括電池和地質系統(tǒng)，例如抽水水電存儲罗售。對于風電行業(yè)辜窑，這個發(fā)現(xiàn)是非常有利的。

“風能技術產(chǎn)生的能量比其消耗的能量多得多寨躁，”戴爾表示穆碎。“我們研究表明职恳，風能事實上產(chǎn)生了足夠的富余電量來支持長達72小時的電池使用或地質儲存所禀。這表明，該行業(yè)可以部署足夠的存儲以應付三天的風力間歇放钦，這在許多天氣系統(tǒng)中都是常見的色徘，并且仍然向社會提供凈電力〔儋鳎”

該結果對于陸上風力渦輪機非常有利褂策。“我們發(fā)現(xiàn)颓屑，通過三天的地質儲存支持的陸上風電般六，可以支持100%的年增長率——也就是說，每年在規(guī)模方面翻一番——并且仍然能保持能量過剩狀態(tài)饵卸，”他表示铲苹。

“這些結果是非常鼓舞人心的彰饭，”研究的共同作者、斯坦福大學能源工程的教授兼全球氣候與能源項目GCEP的主任薩莉?本森表示殿膏〔吖“他們表明，你可以創(chuàng)建一個通過將風能和存儲結合在一起來增長及本身的可持續(xù)的能源系統(tǒng)尘箫。這取決于該行業(yè)的增長速率泪缨，因為你增長的越快，你就需要更多的能量來建造新的渦輪機和電池呛营∈Γ”

太陽能行業(yè)

斯坦福大學的研究小組發(fā)現(xiàn)，對于太陽能行業(yè)嘲谚，我們需要進行更多的工作來使電網(wǎng)規(guī)模的存儲得到大力發(fā)展狼楔。該研究顯示，一些太陽能技術缴渊，如單晶硅電池赏壹，成長得如此之快，以至于它們成為凈能阱——也就是說衔沼，它們消耗的功率比他們提供給電網(wǎng)的要多蝌借。從能量的角度來看，這些行業(yè)“不能支持任何水平的存儲指蚁，”該研究總結稱菩佑。

“我們的分析表明，從一個充滿活力的角度來看凝化，大多數(shù)光伏技術與一個電池和泵送水電的等量混合一同只能承擔起長達24小時的存儲稍坯，”戴爾表示〈杲伲“這表明瞧哟，具有足夠存儲的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可以被部署于夜間來提供電力，并且該行業(yè)仍然能夠以凈能量盈余來運作枪向【钗校”

風能優(yōu)于太陽能的一個優(yōu)點是，它在投資方面具有巨大的能源回報堡雁，本森解釋稱∈矣颍“在短短幾個月內(nèi)淹疙，風力渦輪機所產(chǎn)生的電力就足以償還所有用以構建它的能量，”她表示杜域〔窆“但是补蛋，一些光伏發(fā)電的能源回收期用了近兩年的時間。而為了實現(xiàn)可持續(xù)地支持電網(wǎng)規(guī)模的存儲冶巴，需要將用于制造光伏電池的礦物燃料的量不斷減少为毛。”

其他費用

斯坦福小組主要專注于研究風能和太陽能發(fā)電場部署存儲的巨大成本顺鸯。研究人員并沒有計算每隔幾年需要多少能量來建立和替換電網(wǎng)規(guī)模的電池芦格，也沒有考慮建造和安裝大型存儲系統(tǒng)的財務成本。

“人們經(jīng)常會問尊捞，對于間歇性可再生能源來說俄删，存儲是一個好的還是壞的解決方法?”本森表示∽嗦罚“這位問題太過于簡單化了畴椰。它既不好也不壞。雖然風電中電網(wǎng)規(guī)模的存儲與從電網(wǎng)購買電力相比可能不符合成本效益鸽粉，但是它非常的實惠斜脂，即使是以兩位數(shù)的速率增長的風電行業(yè)。

“在太陽能行業(yè)能夠承擔得起像今天風能所承擔的存儲之前触机，它需要持續(xù)地降低其用于建造光伏組件的能量帚戳。”

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)威兜，轉載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡分享销斟，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責，也不構成任何其他建議椒舵。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布蚂踊、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺笔宿，不為其版權負責犁钟。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片徙掠、文字如涉及作品版權問題恃葫，請第一時間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權并按國家標準支付稿酬或立即刪除內(nèi)容乌窿，以保證您的權益悉镜！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。