图像信用：Zach Pippin VIAFlickr
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最近的报告说太阳能发电能力将很快超过核能发电能力揭示一个重要的事实。它还隐藏了一个至关重要的区别，这是理解能源生产的背景，以及未来供应选择的使用和后果所必需的。
作为执行董事滑铁卢可持续能源研究所(WISE)的主要作者Equinox Blueprint Energy 2030这是一个低碳电气化未来的技术路线图，我调查了各种能源选择、替代能源和它们的效用。我还发现人们会对术语感到困惑。
以千瓦(kW)为单位的装机容量不等于以千瓦时(kWh)为单位生产的能源——我们所需要和支付的能源服务(如烹饪、冷却、照明、娱乐)是以千瓦时为单位来衡量的。对于大规模的工业用途，输出以兆瓦时(MWh)或千兆瓦时(GWh)来衡量。
任何能源技术提供有用能源的技术能力都是以能源产出来衡量的。由于能量转换效率高，太阳能输出往往较低。
例如，大量的太阳能电池组合为1000兆瓦(MW)的装机容量所产生的能量平均相当于其容量的10%到12%。相比之下，核电站以其额定容量的80%到90%提供能源。
目前的太阳能设施全球装机容量为224,684兆瓦，提供年度能源产量253,593 GWH，相当于年产量为11％。同样，德国太阳能设施的装机容量为39,784兆瓦，年能产量为36,056克，容量率为10.3％。
所以，同样的装机容量，太阳能的产量是核电站产量的八分之一或九分之一。如果你想获得同样的能量，那么你就需要安装一个同等容量的太阳能电池，这个太阳能电池的容量要大得多——是额外太阳能电池阵列数量的8到9倍。
少些炒作，多些事实
这里的重点不是要减少太阳能的价值和积极贡献，以减少我们对化石燃料的依赖，帮助实现全球能源向低碳能源的未来过渡。
炒作需要通过对全球水平的新兴能源需求的现实评估，以及在大规模的大规模中满足能源需求增长的有效能力的锻炼。
您不希望征求征求表明，即一个能源选项 - 太阳能 - 是唯一的答案，它也恰好是一个选项，这些选项不会从已安装的基座提供大量的能量。
为什么这是相关的?实施有效的低碳能源解决方案的紧迫性几乎得到了世界所有国家的充分承认和认可(现任美国政府除外)。
未来的能源是多样化和分布式的
满足气候变化目标所需的变化的范围和规模是什么，但仍然是微不足道的。这表明许多不同能源技术的互补和加强作用，如风，太阳能，水电，地热，核和天然气作为煤炭临时替代的煤炭。
这种方法是互补的，因为每种技术都有需要注意其局限性的特点，并确保它可以作为集成能源系统的一部分，为最终用户提供最佳价值。
本世纪新兴的能源系统将与上个世纪的能源系统完全不同。上个世纪的能源系统由中央发电站主导，将能源远距离输送到城镇和村庄。
分布式能源——最好的例子是太阳能作为证据A——与信息和通信技术(ICT)的力量相结合，将日益与我们的生活相关。
想象一下，一个家庭变成了一个能源发电机(屋顶上的太阳能)和一个能够储存能量(来自风能和太阳能)的电动汽车，当这样做有利可图时，再把能量卖回电线。所有这些都可以通过ICT支持的虚拟电力网络进行无缝管理。因此，消费者现在变成了生产者和消费者——一个“生产消费者”。
Technology Entrepreneur Elon Musk的公司Tesla，Inc。正在努力使您的电动汽车，太阳能电池屋顶砖，家庭能源存储和网络电池连接的电池系统的现实成为现实，目前正在安装在澳大利亚。
分散式发电
分布式能源会成为真正的颠覆性的，并完全破坏现有公用事业的商业模式和对大型集中式基础设施的投资吗?
在我看来，分布式能源可以被视为一股积极的力量，它将有助于加强和提高“大电网”的可靠性和弹性。它们还带来了环境排放属性，有助于放大朝着低碳能源未来的积极趋势。
我们到底为什么需要大型集中式发电站呢?到2050年，全球能源需求将是目前水平的两倍或三倍。这主要是受人口结构和收入变化的驱动。
预计到2050年，世界人口将接近90亿，其中许多人的收入将从极端贫困水平转向中低收入水平，这意味着能源需求将面临不可阻挡的上行压力。气候变暖是冷却能源需求增长的另一个驱动因素。
改善经济状况结合不可逆转向激烈的城市化进程创建一个场景,很难转移:我们正面临着一个新兴的全球背景下所塑造的一个关键依赖高品质能源服务增长,富裕人口面临着比以往更多的热应力。
我们需要大量的能源，并不一定是因为我们是能源狂，而是因为我们渴望提高生活质量。这就需要对现有的能源系统进行重大的微调，以协调利用所有可用能源的最佳特性。
Jatin Nathwani是滑铁卢大学可持续能源公共政策的教授和安大略省研究主席。本文最初发表于谈话．
10评论
也许有一天人们会有自己的便携式电脑
“手提箱核反应堆”(自我调节反应堆)，他们用它来给自己的住所供电。这将给自由的概念一个全新的含义。我们只能梦想。
反应堆乏燃料
核电问题的最悲伤部分是大多数反对意见是关于乏燃料，长期遏制和固有的反应堆危险。但是，有可行的反应堆替代品产生远更少的浪费，储存期更短，并且固有地更安全。但由于监管问题和他们未使用的国际协议。
手提箱核武器是没用的@约翰·克拉克
核电输出的最小范围仍然相当高，斜坡速率有限，而房子的最大负荷相对于它的最小负荷是非常高的。核反应堆调度的相对不灵活，使其成为真正糟糕的单一能源解决方案，与太阳能作为唯一能源一样糟糕(或可能比太阳能更糟糕)。对于那些没有访问网格太阳能是可伸缩的微观层面,可以提供非常有价值的服务,升级生活即使没有网格可以提供完整的服务,这是足够便宜,现在,这将是一个犯罪认为那些人应该等待。
有人提出或相信PV将成为一种单一能源或电网解决方案(似乎是这篇博客文章的前提)，这种想法简直是荒谬的。
“你不想让征集一个能源选择 - 太阳能 - 太阳能 - 是唯一的答案......”
是的，右边找一个能源分析师，他们正在推动那个，或试图“......征征......”任何人都相信它！（认真！？！）
然而，即使光伏发电的容量系数为11%，核能发电的容量系数为90%(美国的平均水平，高于世界平均水平)，光伏发电的年净产量仍将达到或超过核能发电的三倍左右。光伏发电的装机容量大约每两年就翻一番(而且翻一番的速度还在增加)，而核电没有扩大，所以在不超过五年的时间内，光伏发电向全球电网输送的电力就会超过核电。
但是什么？
考虑到建造新核电站的高成本和困难，以及光伏发电的低成本、可扩展性和易于安装，为什么要把它与核能相提并论呢?它只需要大约6倍的光伏发电能力，就能产生与目前所有电网发电机相同的年发电量。这并不意味着太阳能将在12年内提供100%的电力(2年乘以2倍乘以6=)，但它确实意味着与今天相比，它将在2030年提供真正大规模的电力，而且它将非常便宜!
在公用事业规模上，它在2016年底成为任何类型的最便宜的新能源形式，可信的分析师目前预计，到2025年，新的公用事业规模的光伏发电的平均成本将达到或低于每千瓦时1美分。最近在多个国家的拍卖中，2020年前投产的项目的价格已经低于2美分/千瓦时，远远低于任何化石燃料燃烧器或核能的维护或燃料成本。在低成本的情况下，必须建立新的商业模式来维持其他业务。风力发电现在相对便宜，但不会像光伏发电预计的那么快变得便宜，但也比传统电力的维护和燃料成本便宜。在美国(西海岸以外)，风具有良好的季节性互补特征，在冬季达到高峰，因为PV下降，而在夏季达到最低点，因为PV输出仍然很高。这并不完美，但最便宜的电网组合将同时拥有大量的光伏和风能。
让我们诚实，做数字，让最好的赢。
容量因素？
在一个光伏板的生命周期内，它每平方米煤矿生产的电力大约是相同的，所以在一些灯的电力产量相当。(我听人引用了这句话，对此我表示怀疑，但数字加起来确实如此)
你的80%到90%的功率因数隐藏了功率需求是可变的事实。目前的核电站变化不大，而光伏发电厂不需要的电力可以减少。
更多，但事实是，这东西很复杂，只是向核....致敬或者风能，煤炭，或者pv....不能工作。这让我想起出版物上说X(蜂蜜，枣，随便什么)是完美的食物，却忽略了相当重要的事实。
也就是说，考虑到新型核能可以得到更好的发展(如果它们足够便宜的话)，并且储存起来可以应对需求和生产的变化，它可能非常有用....但是根据合同，光伏发电已经在以每千瓦0.03美元的价格生产了。在一些地方配备人力资源和存储设备，可能会是赢家。我们可能只需要先进的核电站来烧掉大量储存的核废料，这些废料仍然包含着我们现有的大部分原始能量。
Capcity因素。
美国西南部新建公用事业光伏发电的产能系数为30%。新版本中有78%使用了跟踪器。产能系数最低的是美国东北部地区，为18.8%
除了能力因数是使用过时的参数，还通过斯坦福教授Mark Z. Jacobson出版了关于整个问题的完整研究。斯坦福工程在世界前三名中排名。这项研究花了数年来生产，不使用核作为源。
什么是“…最好……”不是一个数字@斯基普
均衡成本只是一个属性——当然是一个重要的属性，但不是有效运行网格成本的所有重要属性。可调负荷比可调电力更便宜，而且在FERC 745命令被Supremes批准后，这些市场将得到发展，但有相当多的规则制定和监管调整要做，以使电力市场在廉价光伏海啸面前良好运行。有很多聪明的人在解决这个问题，但也有很多活动部分，有很多利益相关者和牛等着被捅。
在最近的Greentech Media播客中，我们对不断发展的电力市场重新设计进行了概述，这只是冰山一角:
https://www.greentechmedia.com/articles/read/liberals-and-progressives-unite-over-electricity-market-design#gs.sbLBvHo
“话虽如此，考虑到新型核武器可以更好地发展……”
即使是纸面上看起来不错的小型模块化反应堆(SMR)，也不足以灵活地跟踪一所房子的负荷。加上一些额外的存储也许他们可以追踪5000人村庄的负荷。
符合美国标准的smr最早的概念验证版本预计将在21世纪20年代中期出现(也许是乐观的)，而成本/水平成本仍有待确定。但在光伏、风能和电池的学习曲线上，与目前的市场相比，这项技术的诞生将是一个竞争更加激烈的电力市场。陆地能源公司声称它们将比天然气更便宜，但这就足够了吗?谁在乎燃气电费的价格?到第一个电厂建成的时候，它必须至少像风能和太阳能(那时)那样便宜，才能实现这一目标。
PV的平均成本为1美分/千瓦时(假设不削减成本为1美分)，可以减少一半的产量，仅在天然气厂的运营成本上，就可以轻松地与现有联合循环天然气竞争。对于2017年新电厂的公用事业规模的光伏发电而言，4.5-5美分/千瓦时的水平成本已经与4-8美分/千瓦时的新联合循环天然气具有竞争力。看看Lazard几周前发布的平化成本分析:
https://www.lazard.com/media/450337/lazard-levelized-cost-of-energy-version-10.pdf.
风和太阳已经比天然气更便宜或便宜，并且到2025年将比较便宜。因此，如果不是成本，SMR将带到桌子的必要服务，真的？超便宜的调度载荷党刚刚开始（并且将通过智能汽车充电器增强，因为EV舰队构建，修复了与大型光伏建筑物相关的大部分问题），也是分布式存储。当第一个SMR建造时，调度性的相对值可能会严重折扣。
如果能够定义它们的独特属性(并在电力市场中变现)，它们中的一些可能仍然有市场，但我猜测smr最终将成为一个利基市场，而不是21世纪电网的支柱。
是容量因子编号扭曲@Ven Sonata
Mark Jacobson的数字和网格模型尽管如此，JATIN Natwani引用的11％容量因子号码可能是一个真正的平均水平，当戴夫北欧持有世界上安装的光伏基地大部分时，但在世界上大多数（特别是在发展中国家中，世界能力因素将通过相当多地击败这一点。
这篇博客文章感觉有点像鞭打一个稻草人(或一匹死马)。世界上大多数人(尤其是那些从事照明业务的人)已经转向了更有趣的方面，即尽可能平稳地进行转换，尽管出现了SCANA、Vogtle或Kemper这样的错误。大多数人已经理解Jatin的观点，即未来的电网将比20世纪的电网模型更加分布式，而不是集中化，更便宜，更环保，更有弹性，而且它的发展速度比任何人甚至几年前所预测的都要快得多。
谢谢你的细节和透视，达娜
Dana Dorsett提供的信息，观点和详细信息对我来说非常有价值。感谢您添加到这些讨论的所有内容。
天然气
的确，天然气协会非常成功地将天然气吹捧为煤炭的“更清洁”或“低碳”替代品。甲烷是天然气的主要成分，它对大气的破坏是碳的85倍。它已经被发现泄漏了整个供应链。关于详细的讨论，你可以读到，https://thinkprogress.org/methane-leaks-erase-climate-benefit-of-fracked-gas-countless-studies-find-8b060b2b395d/
回复Jim Baerg
吉姆,
这里是一个链接到GBA文章的相同主题:天然气管道正在泄漏．
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