一組研究者提出了一個(gè)模型，用于評(píng)估現(xiàn)有太陽(yáng)能和風(fēng)能場(chǎng)地潛在的可再生能源短缺問(wèn)題，并敦促開(kāi)發(fā)商在規(guī)劃未來(lái)部署時(shí)考慮相互競(jìng)爭(zhēng)的因素的“三難困境”。
《通訊地球與環(huán)境》雜志發(fā)表的研究論文《可再生能源質(zhì)量三難困境以及同時(shí)發(fā)生的風(fēng)能和太陽(yáng)能干旱》指出，雖然風(fēng)能和太陽(yáng)能日趨成熟和具有經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力，但這兩種能源仍然存在變化和間歇性。
報(bào)告補(bǔ)充道，在某些情況下，可再生能源干旱(定義為可再生能源發(fā)電的極端或長(zhǎng)期減少)可能在廣大地區(qū)同時(shí)發(fā)生，并對(duì)能源系統(tǒng)產(chǎn)生影響，從而削弱投資者、公眾或政策支持。
論文指出，人們對(duì)可再生能源干旱的了解仍然有限，并提出了一種統(tǒng)計(jì)方法，利用高時(shí)空分辨率的長(zhǎng)期序列數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別和描述可再生能源干旱。該模型使用三類(lèi)干旱——藍(lán)色、橙色和紅色——來(lái)表示現(xiàn)有電力系統(tǒng)面臨的風(fēng)險(xiǎn)。
該方法應(yīng)用于中國(guó)，這個(gè)擁有世界最大電力部門(mén)的國(guó)家。研究發(fā)現(xiàn)，與東北電網(wǎng)相連的黑龍江、內(nèi)蒙古東部、吉林和遼寧省的風(fēng)旱和太陽(yáng)旱關(guān)聯(lián)性很高。同時(shí)，與相鄰的華北、華中和華東電網(wǎng)相連的天津、北京、河北、河南、江蘇和山東省的太陽(yáng)旱也十分突出。
研究人員表示，該方法可以應(yīng)用于其他國(guó)家。論文稱(chēng)：“研究結(jié)果可能對(duì)制定可靠的脫碳能源系統(tǒng)的產(chǎn)能擴(kuò)張和運(yùn)營(yíng)戰(zhàn)略至關(guān)重要，該系統(tǒng)可免受風(fēng)能和太陽(yáng)能干旱的危害。”
研究人員還提出了評(píng)估可再生能源場(chǎng)地質(zhì)量的“三難”指標(biāo)。第一，資源可用性，是目前考慮的主要因素，通過(guò)衡量場(chǎng)地的年產(chǎn)能來(lái)利用。
第二，資源可變性，指的是場(chǎng)地的穩(wěn)定性，通過(guò)其與容量系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)衡量。研究人員表示，這可以通過(guò)短期電池存儲(chǔ)來(lái)管理。
第三，資源極端性，指資源質(zhì)量在能源短缺傾向方面的表現(xiàn)。該論文稱(chēng)，這一指標(biāo)可以指導(dǎo)長(zhǎng)期儲(chǔ)能和其他備用資源的開(kāi)發(fā)。
學(xué)者們表示，使用這三個(gè)因素可以“提高人們對(duì)可再生能源質(zhì)量的現(xiàn)有認(rèn)識(shí)，并確定可再生能源發(fā)展的‘理想’地點(diǎn)。”他們補(bǔ)充說(shuō)，隨著一個(gè)國(guó)家努力實(shí)現(xiàn)脫碳，三難困境中每個(gè)方面的重要性都會(huì)發(fā)生變化，這意味著利益相關(guān)者必須在可再生能源滲透的不同水平上優(yōu)先考慮這三個(gè)領(lǐng)域之一。
研究報(bào)告指出：“在可變可再生能源滲透率較低的情況下，需要優(yōu)先考慮資源可用性;隨著可變可再生能源滲透率的提高，系統(tǒng)規(guī)劃人員必須在更高滲透率水平上優(yōu)先考慮資源可變性的屬性;而在深度脫碳系統(tǒng)中，規(guī)劃人員需要關(guān)注資源極端性的屬性。”
北京航空航天大學(xué)、北京落基山研究所、北卡羅來(lái)納大學(xué)、斯坦福大學(xué)卡內(nèi)基科學(xué)研究所、杜克大學(xué)和渥太華卡爾頓大學(xué)的研究人員參與了這項(xiàng)研究。
