100%可再生能源不等于零碳能源差异正在增长

2019-05-28 09:33:59
来源:

虽然全球有160家公司承诺使用“100%可再生能源”,但这并不意味着“100%无碳能源”。根据今天在焦耳发表的一项新的斯坦福研究显示,随着电网变得越来越不依赖化石能源,这种差异将会增大。作者写道,致力于应对气候变化的实体可以而且应该准确地衡量其可再生战略的环境效益。

目前估算温室气体排放的方法使用年平均值,即使电网中的电力碳含量在一些地方的一天中变化很大。报告显示,到2025年,与小时平均值相比,在加利福尼亚州使用年平均值可能会夸大与太阳能相关的碳减排50%以上。这项分析的一个发现是,风能 - 而不是太阳能 - 需要成为加州的下一波投资。类似的分析可能会提出不同的选择,如核电,地热能和其他地区的远程传输。

“为了保证可再生能源减排100%,每小时需要与可再生能源发电相匹配,”该论文的合着者和Precourt能源研究所的联合主任Sally Benson说。

地球能源与环境科学学院能源资源工程系教授Benson表示,“只需在已经拥有大量太阳能电力的电网中购买更多太阳能就不会产生零排放。”

年度与小时会计

一些人承认,声称100%可再生的公司实际上并未涵盖可再生能源的所有用电量。相反,他们购买或产生足够的可再生能源,以匹配一年中100%或更多的电力使用。对于以太阳能为主导的能源采购,一个实体产生的电量远远超过下午使用的电力,并出售多余的电力。然后在夜间它从电网购买电力,如果通过燃烧化石燃料产生的话,这将更加耗费碳。

使用电网碳含量的年平均值仅在可再生能源发电的波动很小或者可以存储所有多余的可再生能源时才有效。像加利福尼亚,夏威夷和一些欧洲国家这样的地方由于现有的可再生能源而经历碳含量的大幅波动,并且还没有足够的存储容量来捕获所有多余的电力。在加利福尼亚州,有意减少太阳能和风能产量,或“减产”,在去年两个月内达到总产能的3%,该报援引。

因此,在今天的会计方法中,风能和太阳能之间的环境效益差异并不能解释电力供应的时间。相反,风能和太阳能发电减排之间的差异只与两种技术之间碳足迹的差异有关。

“大型消费者的碳足迹和可再生能源资产的环境价值都取决于他们与之互动的网格,”能源资源工程博士生Jacques de Chalendar说道,该研究的第一作者。“使用小时数据是衡量可再生能源环境效益的最佳方式,而且在可再生能源发电量增长的情况下,这种情况将越来越明显。”

投资非太阳能可再生能源

在加利福尼亚州投资更多太阳能电池板的问题在于输出通常不会导致基于化石燃料的发电机关闭,因为它们在太阳能电池板发电时已经闲置。在本文的案例研究中,近似于加利福尼亚州假设的1兆瓦恒定负荷,短期年度和小时碳估算在2018年没有显示出显着差异。但到2025年,这两种估算方法差别很大。

使用年度会计,2025年100%的太阳能战略将使碳排放减少119%的假设公司的碳足迹。然而,根据该研究,使用每小时排放量,这一数字会缩减至66%。对于百分之百的风力发电战略,年平均值表明碳减排量为131%,实际上使用小时数据将其减少到135%。

“在加利福尼亚,天然气通常是边际发电源,排放率高于普通电网,这就是为什么购买可再生能源会导致净负碳足迹的原因,”de Chalendar说。“除了自身的碳足迹外,拥有100%可再生能源供应的消费者实际上可以减少电网的碳足迹。”

能源储备

每小时碳核算方法可以帮助大型消费者增加对电网低碳电力的使用。通过更准确的信息,消费者可以灵活地将消耗量转移到电网电力最清洁的时候。这些数据还可以帮助消费者决定是否应该投资大规模储能项目,作为实现碳目标的最经济方式。这是因为能量存储允许消费者在低碳期间从电网获取电力并将其存储以供以后使用。

例如,斯坦福大学最近对其供暖和制冷系统进行了电气化,并增加了热储存,将排放量减少到2014年峰值水平的三分之一。根据本文作者本月早些时候发表的一项研究,通过利用其储能来最大限度地利用太阳能在加利福尼亚电网占主导地位的下午购电,斯坦福可以将供暖和制冷的排放量再减少40%。

该文件指出,针对具体地点的分析可能会为其他地区提出不同类型的低碳投资和战略。例如,在英国,电网碳强度目前在夜间较低,这意味着不同类型的可再生投资或消费行为可能会更好。或者,远距离输电还可以使实体在供应过剩时在其他地方运输低碳电力,并在可再生能源发电量最小的情况下获得低碳电力。

“透明,精确和有意义的碳核算是必要的,”本森说。“如果做得好,我们可以对可再生能源进行正确的投资,并创造一个更可持续的电网。”

声明:本站系本网编辑转载,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如涉及作品内容、版权和其它问题,请在30日内与本网联系,我们将在第一时间删除内容!
热门文章
头条推荐