本文1339字，阅读约需3分钟

摘要：目前使电力系统满足高峰期的用电需求十分困难，且成本高昂。在可再生能源占比较高的电力系统当中，为解决电力的季节性不平衡问题，可能需要运用到一些尚未大规模部署的技术，而其成本和要求均不明朗。为寻找这一问题的潜在解决方案，美国国家可再生能源实验室（NREL）的研究小组对旨在实现100%脱碳电力的六项技术策略进行了调查。

关键字：100%清洁电力、脱碳电力、可再生能源、季节性存储、氢燃料、二氧化碳去除技术

【为实现最后10%的六项策略】

理想的解决方案，首先要具备高容量，满足用电高峰，且必须是安全可靠的电力系统。其次，其资金成本要相对较低。再次，该技术必须依托于可以广泛利用的资源，且可以大规模部署。

1. 灵活的可再生能源、输电和日间存储

基于现有技术，构建更多灵活的可再生能源、输电、日间短时（不超过24小时）存储。随着将可再生能源输送到需求地区的长距离输电技术的加强，以及风能和太阳能技术的不断改进，这一战略可能会在成本方面更具竞争力。

2. 其他可再生能源

地热、水力、生物质发电等零排放的电力部门。上述技术有可能克服季节性波动。生物质发电的资金成本相对较低，但稳定和可持续的原料供应和生物质转化的成本存在不确定性。

3. 具备碳捕集的核燃料和化石燃料

具备碳捕集与封存（CCS）的核燃料和化石燃料基本上全年都十分稳定可靠，因此可能会成为脱碳电力系统中的重要资源。然而这一战略也存在一些问题，包括技术部署较为有限、成本的不确定性，以及环境和安全保障方面的顾虑，而且其高昂的资金成本可能会成为经济障碍。

4. 季节性存储

季节性存储是指利用电力生产可储存的燃料，通过使用该燃料实现较长时间内（一年中的所有季节）的发电。氢气和氢气衍生燃料是目前最有可能实现的季节性存储的候选技术之一。要将氢气转化为电力，可以采用燃料电池和燃烧技术，这些技术正向氢燃料方向发展。上述以氢气为燃料的发电方案，未来的资金成本较低，其作为实现最后10%的策略或具备可行性。而该策略的主要不确定性在于燃料（氢气）供应和储运基础设施的可用性。

5. 去除二氧化碳

通过去除大气中的二氧化碳来抵消发电所排放的二氧化碳。该战略的独特之处在于其利用其他发电资源，并支持电网资源的合理性。二氧化碳去除技术具有独特的价值，但其应用也存在问题。在全世界范围内，二氧化碳去除技术的引入少之又少，未来的技术成本仍不确定。

6. 需求方资源

需求方资源，也被称为需求响应或需求灵活性，与其他五个策略相比，这个解决方案较为独特。需求方资源有助于在电力系统压力大的时候减少用电，减少用于扩大电网容量的投资。同时，该策略可以通过灵活计划和中断用电来降低运营成本，将这部分成本用于重要的电网可靠性服务。需求方控制装置和通信设备的资金成本很低，直接运营成本也不高。然而，要应用这一策略，需要在长达数日的长时间内确保资源能够切实地利用。在发生极端事件的日子里，所需的响应规模可能会超过需求方的响应潜力，而新的电气化负荷所带来的灵活性并不可靠。

NREL的分析师和该研究的共同作者Paul Denholm表示：“鉴于目前的技术成本和准备情况，通过加速部署风能、太阳能、日间储能、输电和其他可再生能源技术，可以大幅降低碳排放量。如果出现其他在成本上具有竞争力并能够广泛应用的技术，这些技术也有可能发挥重要作用。我们将继续研究上述可能的解决方案，但最终要达到100%绿色电力，首先要实现90%的目标。”

征稿启事

应部分读者建议，本公众号现开放投稿，面向企业及科研机构人员征集稿件，可以分享技术信息、学术类论文、科研成果以及研究见解等。

投稿请发送至邮箱：support@aipatent.com（请注明“AIpatent公众号”来稿）

实现100%清洁电力：突破最后10%瓶颈的六项潜在战略