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不断增长的可再生能源
减少气候变化的关键步骤
新的创新将帮助我们建立无碳电力的未来。
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风能和太阳能发电正以创纪录的速度在全球范围内扩展,这使更多的人从清洁,可再生的能源中获得电力。这是个好消息。

和这里’更好的消息:我们可以做更多。通过投资于能源创新,我们可以在进步的基础上继续前进’ve已部署可再生能源等当前技术,这将有助于加速从化石燃料向可靠,负担得起的无碳电力的未来过渡。

能源储电

这将是一项令人难以置信的成就,也是我们可以采取的最重要的步骤,以防止全球变暖的最严重影响。

这里’为何:虽然发电是气候变化的最大贡献者—占所有温室气体排放量的25%,并且每天都在增长—it’是解决方案更大的一部分。有了清洁的电力,我们不仅可以为房屋照明并为电网供电。我们’释放无碳能源,以帮助为生产碳的经济部门提供动力 其他75%的温室气体排放量,包括运输,建筑和制造业。想想电动汽车和公共汽车;我们的家庭和企业中的无排放供暖和制冷系统;能源密集型工厂使用更多清洁能源来生产产品。

那么,要实现零碳发电的目标又需要什么呢?

我们必须解决两个挑战。第一个挑战就不足为奇了。我们需要做更多的事情来利用太阳和风的力量。由于太阳能电池板,风力涡轮机和其他技术的价格下降,部署可再生能源系统比以往任何时候都更加经济实惠。

第二个挑战可能不太明显,却更加困难。我们需要技术上的重大突破,即使在无风天,多云天气和夜间,也将使我们能够为电网提供清洁能源。

通常,您使用化石燃料(例如天然气)备份可再生资源,这些化石燃料可以在天然气快速可靠地供电时’需要。但是,要实现零碳排放,我们需要找到一种使用更多清洁能源作为后盾的方法。

我希望可以有一个魔术的子弹解决方案来解决这个问题,’现在一个。未来几年,将需要多种灵活的能源解决方案组合—瑞士军刀的能源工具—支持未来可再生能源发电以满足我们的需求。其中一些解决方案已经存在。其他人则需要更多的创新。所有这些都可以帮助我们过渡到低成本,无碳的电力。美国越来越多的州意识到这一点,因为它们采用了100%的无碳电力标准。

这里 are three key solutions we’需要向清洁电力过渡:

  1. 改进的储能系统: 太阳和风是不可思议的能源。找到一种方法来存储在太阳下山和风停止吹拂后使用的能量是我们需要解决的一大挑战。我们确实有办法将能量存储几个小时—像锂离子电池—每年都在便宜。

    我们做什么’有可靠且可广泛使用的方式将可再生能源存储几天,几周或几个月。我们需要为季节变化(冬季时短时)或更恶劣的情况做好准备,这些情况是阴云覆盖很长的时间或数周或数月无风。

    幸运的是’解决这些挑战需要很多创造性思维。我是一个叫做 突破能源企业(BEV) that is backing a number of companies exploring ways to store energy. 这里 are some key areas of innovation:
    • 水电: 当今最常见的能量存储形式是抽水蓄能,它使用电动机将水向上泵入水库。当水从水库中释放出来时,它会下坡流动并通过水力涡轮机发电。这种方法的挑战在于,它仅适用于高海拔和低海拔的地区。一家新公司叫做 Quidnet能源在BEV的支持下,该公司正在尝试另一种成本更低且可以在平坦区域内建造的方法。 Quidnet’的系统使用可再生能源将水泵入地下井,从而产生巨大压力。当需要该能量时,释放压力,将水推向井中并通过涡轮,从而发电。
    • 电池: 像笔记本电脑,移动电话或电动汽车一样,锂离子电池是增长最快的存储解决方案之一。但是它们最适合短期存储。 形式能量一家由BEV支持的公司正在开发一种新型电池,该电池可提供比锂离子电池更低的长期存储。
    • 蓄热: 热存储技术有潜力为电网提供灵活而可靠的备用电源。储热的最有效方法之一是熔融盐。 马耳他公司的一家BEV公司,开发了一种熔盐加热技术,其运行方式类似于热泵。可再生能源以热量形式存储在熔融盐中。在放电模式下,系统用作热机,利用热量产生电能。
    • 零碳燃料: 还有其他令人兴奋的潜在存储解决方案,包括用风能和太阳能生产的零碳燃料,这些燃料可以转化为电能或用于使其他部门脱碳。
  2. 碳捕集与封存及核能: 我经常听到,低成本的太阳能和风能,以及储能方面的新兴突破,意味着这些资源将足以使我们进入无碳电网。但是,因为世界必须在消除碳排放的需求与经济增长之间取得平衡,所以我们还应该考虑哪种解决方案最可负担。一个 最近的研究 麻省理工学院研究人员的研究发现,结合多种清洁能源解决方案来支持可再生能源—包括核碳捕集与封存(CCS)—这将使无碳电力比仅使用可再生能源便宜62%。

    核能已经是无碳电力的来源,约占世界的10%’的力量。它还将作为清洁能源的非常可靠的来源,以补充可再生能源。但是,高昂的成本和安全隐患减缓了核电的发展。通过创新核电,我们可以创造出更安全,产生更少废物,成本更低的新一代核能。

    应该探索几种核技术。其中之一,我协助创办的一家公司 TerraPower,使用一种称为行波反应堆的方法,该方法安全,防止扩散并且几乎不产生废物。为了使这些创新成为现实,我们需要政府—especially the U.S.—加强并为核能研究提供新的资金,并证明核能的未来。

    我们获得零碳电力的另一种方法是碳捕获,利用和存储,它可以将能源工厂中的CO2污染分离并永久存储’排气以使其远离大气。这项技术在没有’良好的可再生能源潜力,或者退休和更换现有发电厂的成本太高。
  3. 高压长距离传输线: 风能和太阳能等可再生能源资源通常远离能源需求最大的城市或工业区。将我们的可再生能源供应与需求联系起来,将需要我们构建能够在很长距离内处理大量电力的输电线路。高压直流(HVDC)传输技术—与交流电源线相反,当今美国大多数电网都使用输电线路—可以帮助我们将可再生能源融入我们的世界’的电源。但是,扩大高压直流输电线路不仅需要对我们的电网进行新的投资,而且还需要支持性的国家和地方政策以支持其建设。美国能源部国家实验室(例如 太平洋西北国家实验室国家可再生能源实验室 正在为我们如何设计,构建和运行21世纪电网奠定基础。

It’容易被气候变化及其应对方法所淹没。例如,去年全球温室气体排放量再次上升—另一个提醒是,如果要防止地球变暖的最坏情况,我们必须迅速采取行动。

仍然,当我了解到应对这一挑战的所有新想法时,我感到乐观的是,通过正确组合各种解决方案,我们现在可以立即部署,而新的创新则可以为通向无碳未来奠定基础。

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