马克.雅各布森(Mark Jacobson)的新研究表明,风能不仅能在最寒冷的日子坚持发电,而且实际上能在最需要的时候发更多的电
某些政客回应最近美国德克萨斯州因冰冻引发停电时,将这个历史性的停电归咎于风力涡轮机。很可疑,根本无人理睬。然而也要强调一个有趣的事实:德克萨斯州,这个地方因石油井架和盲目开采而闻名,现在它的大部分电力,来自清洁、可再生能源资源,特别是风能,也来自从水和太阳能,即可持续发展的“三驾马车”,统称为WWS(风能+水能+太阳能)。
斯坦福大学土木与环境工程教授、斯坦福伍兹环境研究所高级研究员马克.雅各布森(Mark Z. Jacobson)说,“德州的电力,风能只占≈20% 。” 他的一项新研究,发表在展望智能电网未来的《智能能源》杂志上[2]。
雅各布森利用计算机模型证明,就大的地区范围内平均而言,寒潮来袭、家庭和商业供暖需求最大时,风力涡轮机的出力实际上会上升。
而且他断言,风能与太阳能和水能、各种储能系统,以及与对人的激励相结合,改变他们的某些用电时间,不仅能满足全世界的电力需求,而且总体上能满足此类危机期间每时每刻的全部能源需求。
雅各布森的研究报告,考察了低成本、可再生能源网络,满足全世界,包括美国在内需求的能力,能够度过最寒冷的时光,而且不会停电。他特别想回答的关键问题是,可再生能源能否完全经受住最恶劣的气候.按照他的模型,寒冷的气候和风能输出之间存在“直接联系”。也就是说,风能往往随着天气变冷而输出上升,恰恰与热能增加的需求相对应。雅各布森说,风力发电不仅能在最寒冷的日子里维持下去,还能在最需要它的时候发挥作用。气候转冷,风力升高。
雅各布森认为,这些调查结果适用于现实世界。今年2月的严寒期间,如果德州所有的风力涡轮机得到适当的冬季保护,或免受极端寒冷的侵袭,就能在寒流期间为德州人提供关键的电力,也有助于防止发生停电。
这个研究报告还调查了与输出稳定性相关的问题。风并不一直在吹,云层覆盖和黄昏限制了太阳能的可靠性。但据雅各布森说,风能和太阳能的输出,实际上“相反”又“相成”。总的来说,通常白天不刮风的时候,阳光灿烂。相反,风暴、云层遮蔽阳光,风就越刮越大,使涡轮机旋转快起来。
雅各布森的模型表明,在白天,大面积平均,风能和太阳能发电是“互补”的。一个滞后了,另一个就来“填空”。
雅各布森在论文的最后,解答了人们对可再生能源最大的、“挥之不去”的担忧:它们能否在最冷或最热的气候条件下满足全球的总需求.他对“疑虑”的答案,直指是否有一天能够证明,可再生能源足够可靠、能完全取代化石燃料。
为了回答这个问题,雅各布森考察了全球143个国家、24个大型、仅有可再生能源(WWS)电网的地区。他到处寻找低成本的解决方案。在寒冷地区如加拿大、俄罗斯、欧洲、美国和中国,采暖需求增加往往伴随着风能输出上升。在其他大多数地区,仅发现有适度的“相关性”,但仍能满足需求。
这些调研结果不仅对能源安全有影响,对缓解气候变化战略和公共卫生也有影响。雅各布森在论文中指出,每年700万人死于空气污染,其中包括美国人约7.8万,大都是消耗化石燃料导致空气污染的结果。转向WWS能源(风能、水能、太阳能),能避免这些死亡。
雅各布森说,“这些模型表明,在大多数气候条件下,风能可帮助满足不断上升的季节性采暖需求,即使在最寒冷的时候,也可既降低能源的成本,挽救人们的生命,又在全球范围内,创造的就业机会比失去的多几百万。”