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根據(jù)萊斯大學(xué)工程師的最新研究，德克薩斯州可以成為美國(guó)的一個(gè)榜樣，在滿足該州能源需求的同時(shí)，如何有效地用風(fēng)能和太陽(yáng)能替代煤炭，以滿足環(huán)境目標(biāo)。

這項(xiàng)由環(huán)境工程師丹尼爾·科漢（Daniel Cohan）和賴斯大學(xué)喬治·R·布朗工程學(xué)院（George R.Brown School of Engineering）高級(jí)計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)學(xué)生理查德·莫爾斯（Richard Morse）領(lǐng)導(dǎo)的新工作使用優(yōu)化建模來確定擬建風(fēng)能和太陽(yáng)能項(xiàng)目的最低成本組合，這些項(xiàng)目有可能取代德克薩斯州的燃煤發(fā)電。

正如作者在《可再生能源：風(fēng)、水和太陽(yáng)能》雜志上發(fā)表的論文中所說，“簡(jiǎn)單地說，德克薩斯州的某個(gè)地方并不總是有風(fēng)，也不總是陽(yáng)光充足，但幾乎總是有風(fēng)或陽(yáng)光充足。”

科漢說，這可能會(huì)使風(fēng)能和太陽(yáng)能取代幾乎所有的煤炭產(chǎn)量，尤其是如果風(fēng)能和太陽(yáng)能項(xiàng)目位于提供互補(bǔ)產(chǎn)出的位置。這篇新論文基于他實(shí)驗(yàn)室2018年的一項(xiàng)研究。

土木與環(huán)境工程副教授科漢說：“這篇論文實(shí)際上是關(guān)于我們?nèi)绾伪M快擺脫煤炭。”。“德克薩斯州仍然比其他任何州燃燒更多的煤炭，排放更多的二氧化硫和其他污染。盡管過渡不可避免，但我們迫切需要盡快停止使用煤炭，以改善空氣質(zhì)量和健康。”

莫爾斯說：“清理我們用來為社會(huì)提供動(dòng)力的能源是我們需要做的最重要的事情之一。”他因在該項(xiàng)目上的工作而在2020年德克薩斯州能源峰會(huì)上贏得了馬爾科姆裁決紀(jì)念海報(bào)比賽。“科漢教授宣傳這是一個(gè)數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)項(xiàng)目，這是我的背景，所以能夠幫助我完成一個(gè)清潔能源整合項(xiàng)目對(duì)我來說非常有趣。”

2018個(gè)大型德克薩斯煤廠關(guān)閉，大部分剩余工廠的產(chǎn)能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于生產(chǎn)能力，包括2021年2月凍結(jié)期間的停產(chǎn)。該團(tuán)隊(duì)的研究發(fā)現(xiàn)，到2020年6月，已經(jīng)向德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，只有三分之一可以替代該州幾乎所有的煤炭發(fā)電。自2020年6月以來，已有數(shù)十個(gè)這樣的項(xiàng)目建成，擬議中的太陽(yáng)能項(xiàng)目數(shù)量增加了一倍。

風(fēng)能和太陽(yáng)能成功的關(guān)鍵是擴(kuò)建輸電線路，將該州風(fēng)力最強(qiáng)、陽(yáng)光最充足的地區(qū)連接到城市。

科漢說：“在德克薩斯州，這是阻礙風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)展的最大瓶頸。”。“去年通過的兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法案是一個(gè)良好的開端，但沒有足夠的資金用于輸電。此外，由于沒有連接到其他電網(wǎng)，德克薩斯州錯(cuò)過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，天然氣將繼續(xù)對(duì)德克薩斯近期的電力可靠性至關(guān)重要，尤其是在ERCOT從2021的冰凍期復(fù)蘇后。然而，他說，風(fēng)能和太陽(yáng)能發(fā)電廠的互補(bǔ)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，西德克薩斯州的風(fēng)力往往在夜間達(dá)到峰值，而南德克薩斯州的風(fēng)力在夏季的下午和晚上達(dá)到峰值。加上白天的太陽(yáng)能，這些互補(bǔ)能源可以覆蓋一年中的大部分時(shí)間，但不是所有時(shí)間。

科漢說：“即使采用互補(bǔ)選址，也會(huì)有幾個(gè)小時(shí)太陽(yáng)不發(fā)光，風(fēng)不刮。”。“從歷史上看，主要的挑戰(zhàn)一直是夏季下午，當(dāng)空調(diào)全速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，偶爾會(huì)出現(xiàn)深凍。太陽(yáng)能和沿海風(fēng)在夏季高峰期表現(xiàn)良好，但在某些晚上，當(dāng)我們需要其他東西來啟動(dòng)時(shí)，可能會(huì)有間歇。”

他說，從德克薩斯電網(wǎng)中淘汰煤炭只是時(shí)間問題?？茲h說：“我認(rèn)為沒有一家電力公司愿意長(zhǎng)期經(jīng)營(yíng)煤電廠。”。“它們比白手起家建設(shè)風(fēng)能和太陽(yáng)能項(xiàng)目更臟，運(yùn)營(yíng)成本也更高，而且大多數(shù)公用事業(yè)公司現(xiàn)在都計(jì)劃到2050年（如果不是之前的話）實(shí)現(xiàn)凈零碳排放。

他說：“也許正因?yàn)槿绱?，他們一直沒有投資對(duì)煤電廠進(jìn)行升級(jí)改造，其中許多煤電廠已有40多年的歷史，而且效率不高。”。

這篇論文的合著者是賴斯大學(xué)土木工程專業(yè)本科生薩拉·薩爾瓦托和校友喬安娜·斯盧薩雷維奇，她現(xiàn)在是卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究生。

能源基金會(huì)支持了這項(xiàng)研究。

原標(biāo)題：在德克薩斯州，風(fēng)能、太陽(yáng)能可能取代煤電