2024年太阳能和风能首次在美国超过煤电
太阳能和风能在美国正迅速变得更便宜、部署更广泛,以至于其发电量预计将首次超过煤炭。评论者就这一转变还能以多快速度持续、可再生能源加储能和需求管理是否能可靠替代化石燃料与核能承担基荷电力展开争论,同时也讨论了诸如平准化度电成本之类的指标在忽略间歇性和备用需求时可能带来的误导。整场讨论凸显了经济趋势、储能与季节性可靠性的技术限制,以及政策、电网设计乃至土地使用在实现深度脱碳中的作用之间的张力。
采用趋势与预测
- 许多评论者表示,风能/太阳能的增长正在加速,常被描述为指数级,并用光伏部署速度超过早期 IEA 预测的图表来支持这一观点。
- 另一些人指出,美国长期数据表明,自 2007 年以来,可再生能源的电力占比每年上升约 1 个百分点,按此简单外推,达到 100% 似乎还需要很多十年。
- 几位评论者提到,关于能源结构的预测历来表现不佳;外推被认为很脆弱。
- 还有人认为,到目前为止,增长主要是在用天然气替代煤炭,但尚无充分证据表明化石发电总量整体下降。
成本:太阳能、风能、核能、天然气、储能
- 普遍认为,新的公用事业级太阳能和风能现在比新的煤电或核电更便宜,而且在许多情况下也是最便宜的新装机。
- 关于核能存在分歧:有人称其“极其”昂贵,并依赖补贴和责任上限;另一些人则认为成本超支主要是政治/监管问题,而核能是唯一经过验证的 24/7 低碳基荷电源。
- 关于 LCOE 存在争议:核能批评者引用巨大的成本差距;核能支持者则表示,LCOE 低估了间歇性可再生能源的系统集成成本。
- 电池被视为主要成本/约束;有人说即使把储能算进去,可再生能源也胜过核能,另一些人则认为,长时长的电网级储能仍然贵得难以承受。
电网可靠性、储能与系统设计
- 普遍认为,间歇性(夜间、“Dunkelflaute”、季节变化)是核心技术挑战。
- 提议的解决方案包括:太阳能 + 风能组合(通常是反相关的)、抽水蓄能、氢气或合成燃料、长时储能电池、超配太阳能、改进输电(区域间 HVDC),以及通过电动汽车、热泵、保温和智能电网来转移需求。
- 关于使用电动汽车电池进行车网互动存在争论:有人认为这是关键;另一些人认为车主会抗拒额外的充放电循环。
- 季节性储能被认为尤其困难;与其用电池储存数月的能源,不如采用长距离输电以及水电/风电多样化更现实。
政策、政治与市场
- 几位评论者强调,如今经济性已强烈偏向可再生能源,但政策、电网规划以及现有公用事业/化石燃料利益相关方正在拖慢采用。
- 例子包括某些州对屋顶太阳能的限制性规则,以及早期损害了本土太阳能制造业的政策选择。
- 另一些人认为,碳价会比许多定向补贴更有效率。
土地使用与本地影响
- 有人担心太阳能会挤占农田;回应指出土地供应充足,目前还有大量耕地用于乙醇,以及可以采用农光互补、在沙漠或非粮食用地选址等方式。