NREL说，到2050年，美国80％的可再生能源

借“不得任命的人”

有很多方法可以达到较高的可再生能源渗透率。

根据美国国家可再生能源实验室（NREL）的一项研究，该研究对美国的可再生能源高度整合，到2050年，美国80％的电力可能来自可再生能源。

随意复制以上段落和链接并使用，以应对不正确的说法，即可再生能源无法满足我们的大部分电力需求。

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当风能和太阳能资源变化时，如何整合高水平的可再生能源？首先，请务必记住，风能和太阳能并不是唯一的可再生能源。可以通过具有不同集成水平和不同方式的区域的组合来实现较高的总体可再生能源集成。

有些人认为可再生能源只是风能或太阳能，它们必须在一个小区域内提供所有负荷。但是，考虑到美国的面积大，可以实现高水平的可再生能源，而无需每个地区都达到相同的集成度。风能和太阳能不是唯一的可再生能源，存储量不必超过总容量的一小部分。

最初可能很难想象风力涡轮机在一个地区提供所有电力，但这并不是以可再生能源为中心的未来运作的方式。可变的可再生能源将与可调度的可再生能源（例如地热和水力发电）混合使用，以产生理想的结果。不同地区的可再生能源组合也不同，有时依赖邻居通过传输线发送能量，例如借一杯糖。每个城市，地区或州的80％可再生能源将不是80％的风能和太阳能-有些地方的可再生能源超过80％，而其他地方的可再生能源则不到80％。

电源系统：它是如何工作的？

电力系统是由发电机，输电线路和配电设备组成的复杂系统，由系统运营商监督，使发电与需求保持匹配。全年的需求各不相同，在夏天的下午达到顶峰，并且全年都在变化。

系统操作员像空中交通管制员一样工作，每天预测需求和发电量。大型发电机的响应速度通常很慢，需要时间才能达到满负荷运行。运营商预测日间需求，并据此安排发电时间。由于白天的负载变化很快，因此必须将大型且移动缓慢的基本负载生成器与响应速度更快的峰化器单元配合使用，以满足负载的需求。运营商还可以调整需求。在需求过大的时期，运营商与主要的电力消费者（如铝冶炼厂和水泵）达成协议以减少需求。运营商使用传输，灵活性和资源来满足需求。

就像一个好的厨师必须在餐具室中保留额外的食材一样，系统操作员还必须保留可用的发电量，以防发电机由于预测误差而出现故障或负载意外增加。由于发电和输电容量的大小必须超过年度最大需求，因此必须全年都有大量备用发电。该电源系统已经设计成能够应对超级碗，元旦和大型足球比赛不断变化的异想天开的需求。这是NREL发现可变可再生能源最多可以集成35％，而对现有系统影响很小的原因之一。（欧洲也有类似的发现。）

操作员还必须考虑传输和分配设备的限制。在炎热的天气中，传输线必须承载较低的电流。有时在很小的区域内负载过高。高需求可能导致局部拥堵。如果对传输线的需求过多，则必须以其他方式路由电源。电力专业人员使用工具来分析需求变化对发电和输电的影响，以计划电力系统需求。

工作中的男女：NREL用于常规系统的二手工具和技术

在上面提到的研究中，NREL使用软件程序在一系列未来方案中考虑了美国的可再生能源，包括从30％到90％的可再生能源，但假定的技术改进，未来的电力需求和化石燃料成本也有所不同。使用了一种工具来考虑发电和负荷匹配。使用另一种工具查看传输线以研究满足需求所需的需求。为了确定发电量，需求量和传输平衡，进行了数千次仿真。该研究基于2010年的可再生技术，仅包括当时可用技术的改进。排除了诸如增强型地热，海洋技术和海上浮动风之类的技术，以及太阳能和风力发电成本的下降。它的确包括了对电动汽车需求增加的预期。

NREL如何平衡需求来源？食谱

许多人在想到“可再生能源网格”时，仅想到产生能量的阳光和风，但是可再生网格的意义远不止于此。蛋糕不仅仅是糖。

可以在研究的第xxx页的两个图表中查看到2050年80％可再生能源的容量和发电组合（以上屏幕截图）。

发电组合显示，发电组合中有38％的风，6％的PV和6％的CSP，使约50％的可变可再生能源发电量保持整齐。水电和生物质分别占约15％，包括约30％的可调度可再生能源。其余20％的发电量是常规的。仅包含一小部分存储空间。

当然，在任何给定时间，每种来源的数量可能会有所变化，总容量始终超过需求，并且有些储备。

有了50％的可变可再生能源，30％的可调度可再生能源，约10％的存储空间，并且考虑到总有一些容量处于备用状态，那么更容易理解为什么可变变量可再生能源可以成功整合。

这些数字并未显示出地理分布，能源不平衡市场等新系统运营，区域之间的传输以及需求响应如何缓解需求平衡。这些效果被纳入模拟中。结果表明，诸如风能和太阳能之类的可变可再生能源并不是唯一的可再生能源，存储仅占总容量的一小部分。

第xxxvi页，图ES-6，显示了每小时的调度曲线，以给出最低同时负荷和夏季高峰负荷​​响应的示例，并给出了如何满足这些要求的想法。该研究本身包括多年负载数据和发电混合的许多模拟。

特别关注的是80％情景的结果。美国被分为几个区域，每个区域都有详细的结果。一些地区实现了更高的集成度，而其他地区则较少，而美国复合材料的余额为80％可再生能源。

针对不同人群的不同食谱

您可以从第xxv页的地图（如上图所示）大致了解该地区的潜在可再生能源潜力。在第xxxii页，您可以检查每个地区的图表，以了解80％可再生能源情景下每个地区的可再生能源量。

例如，西北太平洋地区（PNW）的可再生能源集成度高于其他地区。该地区的水力和风能资源丰富，需求相对较低，因此推测Paul Bunyan可以向Pecos Bill发送一些多余的能源。目前，还计划将大量风能从中西部传输到东海岸和其他地区。

最后，该研究得出的结论是：到2050年，可实现80％的可再生能源，并且对传输，灵活性和资源方面的约束具有强大的吸引力。“实现高可再生电力未来存在多种技术途径。可以通过使用其他资源，技术和方法来弥补限制电力系统基础设施，电网灵活性或使用特定类型资源的假定约束。”即使在需求旺盛的情况下，需求也可以通过供应来满足。

以下是NREL的《可再生期货研究》中的更多内容：

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