由環(huán)境工程師Daniel Cohan和萊斯大學(xué)George R. Brown工程學(xué)院計算機(jī)科學(xué)專業(yè)的高年級學(xué)生Richard Morse領(lǐng)導(dǎo)的這項新工作使用了優(yōu)化模型來確定擬議的風(fēng)能和太陽能項目的最低成本組合，這些項目有可能取代得州的燃煤發(fā)電。
正如作者在發(fā)表在《Renewables: Wind, Water, and Solar》雜志上的論文中所說：“簡單地說，它并不總是有風(fēng)，也不總是有陽光，但它幾乎總是在得克薩斯州的某個地方有風(fēng)或有陽光。”
Cohan說，這可以使風(fēng)能和太陽能取代幾乎所有的煤炭輸出，特別是如果風(fēng)能和太陽能項目選址在能提供互補輸出的地方。這篇新論文建立在他的實驗室2018年的一項研究之上。
“這篇論文實際上是關(guān)于我們?nèi)绾伪M快過渡到遠(yuǎn)離煤炭，”土木與環(huán)境工程系副教授Cohan說。“得克薩斯州仍然比其他任何州燃燒更多的煤，排放更多的二氧化硫和其他污染。即使過渡是不可避免的，我們也迫切需要盡快擺脫煤炭，以改善空氣質(zhì)量和健康。”
“清理我們用來為社會提供動力的能源是我們需要做的最重要的事情之一，”Morse說，他在2020年得克薩斯州能源峰會上因其在該項目上的工作而贏得了馬爾科姆-維迪克特紀(jì)念海報競賽。“Cohan教授宣傳說這是一個以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的項目，而這正是我的背景，所以能夠幫助一個清潔能源整合項目對我來說非常有趣。”
得克薩斯州的幾家大型煤電廠在2018年關(guān)閉了，剩下的大多數(shù)工廠的運行速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于產(chǎn)能，包括在2021年2月寒潮期間的停電。該團(tuán)隊的研究發(fā)現(xiàn)，在2020年6月之前已經(jīng)向得克薩斯州電力可靠性委員會提出的風(fēng)能和太陽能項目中，僅有三分之一可以取代該州幾乎所有的煤炭發(fā)電。自2020年6月以來，這些項目中有幾十個已經(jīng)建成，而提議的太陽能項目的隊列已經(jīng)翻了一番。
風(fēng)力和太陽能成功的關(guān)鍵將是擴(kuò)大輸電線路，將該州風(fēng)勢最強、陽光最充足的地區(qū)與城市相連。
“在得克薩斯州，這是減緩風(fēng)能和太陽能發(fā)展的最大瓶頸，”Cohan說。“去年通過的兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法案是一個好的開始，但沒有足夠的資金用于傳輸。此外，由于沒有連接到其他電網(wǎng)，得克薩斯州已經(jīng)錯過了向其他州出售剩余風(fēng)能和太陽能的機(jī)會。”
Cohan指出，在短期內(nèi)，天然氣將繼續(xù)對得克薩斯州的電力可靠性至關(guān)重要，特別是在ERCOT努力從2021年的寒潮中恢復(fù)的時候。然而，他說，風(fēng)能和太陽能農(nóng)場的互補性選址可以減少對天然氣和儲存的需求，并消除對煤炭的需求。研究表明，來自西得克薩斯州的風(fēng)能往往在夜間達(dá)到高峰，而南得克薩斯州的風(fēng)能在夏季的下午和晚上隨著海風(fēng)達(dá)到高峰。與白天的太陽能一起，這些互補的資源可以覆蓋一年中的大部分時間，但不是所有的時間。
Cohan說：“即使有互補性的選址，仍然會有太陽不照耀和風(fēng)不吹拂的時間。從歷史上看，主要的挑戰(zhàn)是夏天的下午，空調(diào)全速運轉(zhuǎn)，以及偶爾的深凍。太陽風(fēng)和沿海風(fēng)在夏季高峰期表現(xiàn)良好，但在某些晚上我們需要其他東西才能發(fā)揮作用時可能會平靜下來。”
他說，將煤炭從得克薩斯州的電網(wǎng)中消除只是一個時間問題。“我認(rèn)為沒有一家電力公司想長期經(jīng)營煤電廠，”Cohan說。“與從頭開始建設(shè)風(fēng)能和太陽能項目相比，它們更污染環(huán)境，運營成本更高，而且大多數(shù)電力公司現(xiàn)在都有計劃在2050年之前達(dá)到凈零碳排放，如果不是之前的話。”
他說：“也許正因為如此，他們一直沒有投資升級他們的煤電廠，其中許多煤電廠已經(jīng)有40多年的歷史，效率并不高。”
原標(biāo)題：研究表明風(fēng)能和太陽能可以取代得克薩斯州的燃煤發(fā)電 大幅減少污染
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