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文章最初发表于耶鲁环境360．
就像风能和太阳能一样戏剧性的便宜随着可再生能源在美国发电量中所占的份额不断增长，这些技术的怀疑论者正在宣传关于可再生能源和电网的几个神话。这些谬论可以归结为:依赖可再生能源会使电力供应不可靠。
去年夏天，一些评论人士认为加州停电是由于可再生能源的“间歇性”，而事实上主要原因是由气候变化引起的极端热浪、错误的规划、缺乏灵活的发电来源和足够的电力储存等因素综合造成的。在去年冬天德克萨斯州的一场残酷的寒流中，州长格雷格·阿博特(Greg Abbott)犯了错误归咎于风能和太阳能该州大规模的电网故障，比加州的要严重得多。事实上，在停电期间，可再生能源的表现超过了电网运营商的预测，而在其余时间里，可再生能源的表现最多只有燃气电厂的十五分之一。相反，其他原因，如不充分风化的发电厂和天然气关闭因为设备冻结导致该州大部分地区电力短缺。
在欧洲，通常的目标是德国这在一定程度上是因为它Energiewende(能源转型)政策从化石燃料和核能转向高效利用和可再生能源。新当选的德国政府计划加速前者并完成后者，但一些批评人士警告说，德国正在运行。面对可再生能源的极限．”
事实上，基于可再生能源加上其他手段的组合，包括改进的能源管理和存储方法，维持一个可靠的电力系统是完全有可能的。更清楚地了解如何可靠地管理电力供应至关重要，因为气候威胁要求迅速转向太阳能和风能等可再生能源。彭博新能源财经(bloomberg New Energy Finance)报道，成本的大幅下降加速了这种转变估计太阳能和风能是世界91%电力的最便宜的来源，但却被错误的信息和神话所阻碍。
误解1:越来越依赖可再生能源的电网是不可靠的电网
经cliché说:“我们倚靠神;其他所有人都带来了数据，”值得关注的是可再生能源水平高的国家的电网可靠性统计数据。最常用于描述电网可靠性的指标是每个客户在一年内经历的平均停电持续时间，这个指标有一个令人费解的名字:“系统平均中断持续时间指数”(SAIDI)。基于这一指标，德国——可再生能源供应了该国近一半的电力——拥有欧洲乃至世界上最可靠的电网之一。2020年，SAIDI是仅0.25小时在德国。在欧洲，只有列支敦士登(0.08小时)、芬兰和瑞士(0.2小时)做得更好，2020年可再生能源发电量为38%(领先于世界的29%)。由于种种原因，法国(0.35小时)和瑞典(0.61小时)这两个更依赖核能的国家表现得更差。
在美国，可再生能源和核能各提供约20%的电力，2020年停电时间是德国的5倍，为1.28小时。自2006年以来，德国的可再生能源发电份额几乎翻了两番，而停电率几乎减半。同样，德州电网也变得更加稳定，其风力发电能力从2007年到2020年增长了6倍。今天，德克萨斯州产生了更多的风能——大约是1第五占其总电力的比例，比美国其他任何州都高
误解2:像德国这样的国家必须这么做继续依赖利用化石燃料来稳定电网，并支持可变的风能和太阳能。
官方数据再次表明情况并非如此。在2010年——日本福岛核事故的前一年——到2020年之间，德国的一代化石燃料减少了130.9太瓦时，核能减少了76.3太瓦时。这被可再生能源发电量的增加(149.5太瓦时)和2019年减少38太瓦时的能源节约抵消了，此前大流行也影响了经济活动。到2020年，德国的温室气体排放量下降了42.3%低于1990年的水平，超过了40%故事发生在2007年。仅电力部门的二氧化碳排放量就从2010年的3.15亿吨下降到2020年的1.85亿吨。
因此，随着德国可再生能源发电比例的稳步增长，其电网可靠性得到了提高，煤炭燃烧和温室气体排放大幅减少。
在日本，在福岛的多个反应堆熔毁之后，40多个核反应堆永久或无限期关闭，没有实质性地提高化石燃料发电或温室气体排放；省电及可再生能源几乎抵消了所有的损失，尽管政策抑制了可再生能源。
误解3:因为太阳能和风能只能在有太阳或有风的情况下产生，所以它们不能作为全年24小时全天候供电的电网的基础。
虽然可变输出是一个挑战，但它既不是新的，也不是特别难以管理。没有哪一种发电厂是一年365天全天候运转的，而电网的运营总是涉及随时管理需求的变化。即使没有太阳能和风能(它们往往在不同的时间和季节可靠地工作，造成短缺)少可能)，所有的电力供应都是不同的。
可用水的季节性变化，以及越来越多的干旱会减少水电站的发电量。核电站必须关闭以进行燃料补充或维护，而大型化石燃料和核电站通常有7%至12%的时间处于停运状态，有些甚至更高。燃煤电厂的燃料供应可能是打断了由于火车的脱轨或桥梁的损坏。出于安全原因，核电站或核电站群可能会意外关闭，就像2007年至2009年日本最大的核电站一样。法国的每座核电站，平均都关闭了96.2天2019年，由于“计划”或“强制不可用”。这上升到115.5天2020年，法国核电站的发电量不到理论上可以产生的65%。将预期与实际表现进行比较，人们甚至可以说，核电是法国2020年最不稳定的电力来源。
与气候和天气相关的因素已经导致多座核电站中断七次在过去十年中更加频繁。即使正常情况下稳定的核输出也可能突然而持久地失灵，比如日本福岛核事故后的情况，或者美国东北部2003年地区停电后的情况，那次事故导致9个反应堆突然关闭，数天几乎没有发电，近两周后才恢复到满负荷运行。
因此所有能源会在某个时间无法使用。管理电网必须应对这种现实，就像应对波动的需求一样。大量可再生能源的涌入并没有改变这一现实，即使它们处理可变性和不确定性的方式也一样正在改变．现代电网运营商强调多样性和灵活性，而不是名义上稳定但缺乏灵活性的“基本负载”发电源。多样化的可再生能源投资组合不会像大型火电站那样大规模、持久或不可预测地失败。
电网的目的不仅仅是在需求波动时传输和分配电力，而且还可以用正常运行的电厂为不正常的电厂提供支持:也就是说，要管理传统的化石电厂和核电站的间歇性。以同样的方式，但更容易且成本更低，电网可以迅速支持风能和太阳能光伏发电与其他可再生能源(其他种类或其他地方)的可预测变化。这在今天变得更容易了更准确的预测天气和风速，从而更好地预测可变可再生能源的产量。本地或现场的可再生能源甚至更有弹性，因为它们基本上或完全绕过了几乎所有电力故障的起点电网。现代电力电子设备可以可靠地运行10亿瓦的电力南澳大利亚电网连续几天只靠太阳能和风能，没有煤炭，没有水电，没有核能，最多只有电网监管机构目前要求的4.4%的天然气发电量。
大多数关于可再生能源的讨论都集中在电池和其他电力存储技术上，以减轻可变性。这并不奇怪，因为电池是快速的变得更便宜并被广泛部署。与此同时，具有不同属性的新存储技术不断涌现;美国能源部全球能源存储数据库列表30种已经部署或正在建设中。与此同时,许多其他的除了巨型电池之外，还有更便宜的无碳方式来处理各种可再生能源。
首先也是最重要的是能源效率，它可以减少需求，尤其是在用电高峰期。这些建筑更高效的需要更少的加热或冷却，并更缓慢地改变温度，因此他们可以更长时间地依靠自己的热容量，从而以更少的能量保持舒适，特别是在高峰负荷时期。
需求灵活性的诸多好处
第二个选择是需求的灵活性或者是需求响应，即电力公司在被要求降低用电时给予补偿——通常是自动且不知不觉地——帮助平衡供需。一个最近的研究发现，如果积极采取有效的需求响应措施，到2030年，美国有200吉瓦的成本效益负载灵活性潜力可以实现。事实上，从加州最近的短缺中最大的教训可能是更大的升值需求响应的需求．在经历了过去两个夏天的挑战之后，加州公共事业委员会制定了紧急减负荷计划以早期的需求响应工作为基础。
一些证据显示，它的潜力甚至更大:每小时模拟对2050年德克萨斯州电网的研究发现，随着太阳能输出减弱和家庭负荷激增，八种需求响应可以消除傍晚电力需求的急剧上升。例如，目前可用的冰蓄冷技术通常在夜间使用成本较低的电力和凉爽的空气来冻结水，然后在炎热的日子里使用冰为建筑物降温。这减少了空调的电力需求，并节省了资金，部分原因是用于供暖或制冷的储存能力远比储存电力来输送它们便宜。同样，在不改变驾驶模式的情况下，许多电动汽车可以在电力更充足、价格更合理、可再生的情况下进行智能充电。
上图显示了太阳能日发电量(黄线)和各种家庭用途的需求。下面的图表显示了如何使需求与供应保持一致，在一天中太阳能输出最高的时候运行设备。落基山研究所
随着可再生能源发电量的增加，稳定电网的第三个选择是多样性，两者地理与技术-陆上风能、海上风能、太阳能电池板、太阳能热电、地热、水力发电、焚烧市政或工农业废物。原理很简单:如果某个位置的某个电源在给定时间内没有发电，那么其他电源很可能会发电。
最后，一些形式的存储，如电动汽车电池，今天已经是经济的。模拟显示，建筑物中的蓄冰空调，加上电动汽车的智能充电，这些汽车96%的时间都是停着的启用德克萨斯州在2050年使用100%的可再生电力，而不需要巨大的电池。
举一个更困难的例子，欧洲冬季的“黑暗无风”通常被认为是必要的许多个月全可再生电网的电池存储。德国和比利时的顶级电网运营商找到欧洲只需要一到两周的可再生能源备用燃料，只提供冬季6%的产量——这不是一个巨大的挑战。
底线很简单。电网可以以零成本或中等成本处理更大比例的可再生能源，而且这是众所周知的有一段时间了。一些很少或没有水电的欧洲国家已经有大约一半到四分之三的电力来自可再生能源，电网可靠性比美国更好。是时候打破神话了。
Amory B. Lovins是斯坦福大学土木与环境工程的兼职教授，落基山研究所的联合创始人和名誉主席。M. V.拉玛纳，加拿大温哥华不列颠哥伦比亚大学公共政策与全球事务学院刘氏全球问题研究所所长，西蒙斯裁军、全球与人类安全研究主席。
16条评论
误解1/2:尽管这种情况不经常发生，但当德国的可再生能源无法跟上时，他们会从法国购买核电，并在最后一招时才启动他们的旧燃煤电厂。所以，我们不要假装德国突然间变成了绿色。当你购买国外生产的电力时，在国内就很容易实现绿色环保。对德国人来说，情况只会变得更糟，因为他们关闭了现有的核电站，从而在能源进口方面变得更加可靠。俄罗斯天然气)。顺便说一句，德国的电费是美国的3倍。
神话3:这不是神话，而是科学问题。目前，可再生能源产生的过剩容量必须出售，以保持电网的稳定性。谁来买单?地方税纳税人。与此同时，我们不要假装存储可以解决问题，直到它真的可以。
更有理由要求老建筑在规定日期内将其改造到最低水平，所有建筑至少80%-90%的能源使用来自可再生能源。有志者事竟成。
嗯那自慰吗?
首先也是最重要的是能源效率，它可以减少需求，尤其是在用电高峰时期。
我们都知道，在房屋中可以实现大量的节能(被动式房屋的节能率接近90%)。然而，在美国，每年只建造100万套房屋(小于住房存量的1%)，而且大多数房屋的漏风率为7+ ACH50 (https://web.ornl.gov/sci/buildings/conf-archive/2013%20B12%20papers/014-Chan.pdf)。因此，新建筑的效率似乎对整体能源使用没有太大影响。
我们需要的是一种方法来解决大量现有住房的效率问题——其中许多住房的使用年限不到20年——这实际上是绝大多数人口可以负担得起的。大多数人负担不起或不想要一个昂贵的定制能源肠胃改造来更新他们的建筑围护结构。
我们需要更低的成本，更低的劳动力，更低的碳，最小的浪费和最小的侵入性*主要*空气屏障的改造选择。
雾化嵌缝/密封(即aeroarrier)似乎是效率改造领域少数有前途的技术之一，但即使他们声称这是一个*二级*空气屏障。
随着当前供暖燃料价格的上涨以及相关的公用事业账单飙升在整个北半球回荡，这将是一个向人们解释效率措施价值的好时机，但必须有一种经济上可行的方法来实现它。
丹,
你写道，“我们都知道在房屋中可以实现大量的节能(被动式房屋接近90%)。”
不，我们并不都知道。什么时候我们能把木桩插进这不死的夸张的心脏?看看我2017年的文章，“被动式房屋能少用90%的能源吗?”
谢谢你的指正，马丁!我指的是空间供暖能源，我想到了一个非常古老的漏水的房子的比较，但这并不是整个能源图景。
不过，我并不是被动屋的支持者，我也不认为这对美国来说是一个特别可行的标准，因为美国的文化是快速、廉价和一次性的建设。
我想看到一些经济的技术，帮助老旧的漏水的房子达到“不错的房子”的标准。就像新车一样，符合规范的新房子对很多人来说是负担不起的。而收入一般的人则更难以支付高昂的能源账单。
丹,
“我希望看到一些经济的技术，帮助那些漏水的老房子达到你的‘漂亮房子’标准”
我不知道他们会是什么，但这也是我的希望。
丹,
和你和马尔科姆一样，我也赞成使用经济有效的防风雨技术。自20世纪80年代以来，这些技术已经被几十个为联邦气象援助计划工作的气象机构使用。在大多数情况下，这些具有成本效益的措施包括地下室和阁楼的空气密封工作，以及安装吹入式纤维素绝缘材料。
不幸的是，这些具有成本效益的防风雨措施很少能让房子表现得像“漂亮房子”那样好。也就是说，防风雨措施还是相当不错的。
不幸的是，这些具有成本效益的防风雨措施很少能让房子表现得像“相当不错的房子”那样好。
你认为耐候性和Pretty Good House之间的差距是什么因素造成的?墙壁漏风?热桥接?
不幸的是，事情还不止于此。就在上个月，我读到两份由知名的、过度活跃的被动房从业者发表的公开声明，他们说“被动房是新的规范”，据我所知，这在美国是不存在的。
我知道一些市政当局和少数几个州正在将被动屋认证作为一种可接受的替代途径写入他们的代码符合性中，但被误认为是代码。
在参考报告“德国的消费和电力结构图表”中，生物质，我认为是指燃烧木材的发电厂，被视为可再生能源。没有提到随之而来的排放。这也不是一个小数字，占总发电量的7.5%。我并不是要抨击德国人;他们正在做一些有益的工作;但是把烧木头的发电厂称为可再生能源对吗?
我想知道德国从哪里得到他们所有的生物质?肯定不是来自东南亚。(讽刺)
https://www.greenbiz.com/article/europes-wood-pellet-market-worsening-environmental-racism-american-south
约翰，你是对的，读那篇文章信息量很大(也很沮丧)。谢谢。我想说，将木屑颗粒分类为一种可再生资源是“绿色洗涤”的首要任务。所有参与支持它的人，无论是公司还是政府，都应该为自己感到羞愧。
这篇文章有点夸张，但我认为它说到了点子上。也不全是惨淡的。在某些情况下，这些树木农场是由“污染”企业支付不砍伐。把它看作碳抵消。但从长远来看，这可能对木材价格没有太大好处。
看得见的与看不见的——巴斯夏
我赞扬作者承认“基本负载”生成是一个不必要的错误约束，寻求它会减慢我们的速度。
这篇文章的重点似乎是用同样数量的神话、半真半假和过度乐观的技术承诺来山寨一些神话——这是Amory Lovins的专长。这有点让人想起被动式房屋比之前的评论中提到的同类房屋少使用90%的能源。
我没有时间(也没有专业知识)分析所有这些因素，但最常被引用的一个因素是，风能和太阳能正变得比其他来源便宜得多。只要人们低估了供需之间的不匹配，以及解决这种不匹配的高成本，这种情况就没问题。你说没什么大不了的?问问德国人。在世界领先的可再生能源国家，煤炭使用量正在上升，电价现在超过了每千瓦时0.36欧元(0.41美元)!更不用说对俄罗斯天然气的高度依赖了。
解决全球问题绝不像本文所规定的那样简单直接。
http://www.bdew.de/service/daten-und-grafiken/bdew-strompreisanalyse/
http://www.dw.com/en/coal-and-fossil-fuel-share-of-german-electricity-rises-in-3q/a-60114010#:~:text=This%20marked%20a%20sharp%20year,the%20first%20half%20of%202021．
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