到2050年,美国将如何完全转换为100%可再生能源?在国家和州一级需要采取什么行动?
美国几所顶级大学的研究人员最近进行的一项新研究着手回答这些问题-提供了到2050年如何实现过渡的第一个州的概述。您可能会猜到,这50个独立的状态计划非常激进-要求在基础架构和能耗模式上进行重大更改。但是,根据研究,应该指出的是,这种过渡绝对是可行的(技术上+经济上)–仅使用现有技术,就不需要进一步的技术“突破”。
“主要障碍是社会,政治和促使行业发生变化。克服障碍的一种方法是将可能的情况告知人们。”斯坦福森林环境研究所和普雷考特能源研究所的资深研究员马克Z雅各布森(Mark Z Jacobson)说。“通过证明在技术上和经济上都是可行的,这项研究可以减少大规模转型的障碍。”
在研究人员首次对所有50个州的当前能源需求进行了深入调查之后,并提出了纲要,此外,假设一切照旧,这些因素到2050年将如何变化。这些需求分为四类:商业需求,工业需求,住宅需求和交通相关需求。
这些类别都在当前数量+能源使用方面进行了分析。如果所有燃料需求都转换为电力,则采取该步骤来估算潜在的能源需求。
“这是一个极富挑战性的步骤–假设道路上的所有汽车都变成电动汽车,并且房屋和工业都转换为完全电气化的加热和冷却系统。但是雅各布森说,他们的计算是基于对现有技术的整合,并且可以节省大量能源。”
雅各布森说:“当我们在所有50个州进行此操作时,到2050年,最终用电总需求将减少39%,”。“其中约6%的点是通过改善基础设施的效率而获得的,但是大部分是由于用电替代了电流源和燃烧能的使用而造成的。”
雅各布森与CleanTechnica分享的最新新闻稿中提供了更多信息:
下一步涉及弄清楚如何为新电网供电。研究人员致力于仅使用每个州可用的可再生能源(风能,太阳能,地热能,水力发电以及少量潮汐和波浪能)来满足每个州的新电力需求。
他们分析了每个州的日照,以及可以容纳多少个朝南,无阴影的屋顶。他们制定并咨询了风向图,并确定是否可以选择使用本地海上风力涡轮机。仅13个州以合理的成本获得了地热能。该计划实际上不要求建造新的水电大坝,但确实考虑了通过提高现有大坝的效率而获得的能源收益。
该报告列出了每个州的渐进路线图,以期在2030年之前实现80%的过渡,并在2050年之前实现全面转换。雅各布森说,几个州已经在路上。该计划要求用太阳能电池板或风力涡轮机覆盖不超过该州0.5%的土地。更改的前期成本将是巨大的,但是风和阳光是免费的。因此,随着时间的流逝,总成本将大致等于化石燃料基础设施,维护和生产的价格。
雅各布森说:“当考虑到健康和气候成本以及化石燃料的价格上涨时,风,水和太阳能仅是传统系统成本的一半。”“这种规模的转换还将创造就业机会,稳定燃料价格,减少与污染有关的健康问题并消除美国的排放。至少基于这项科学,转换几乎没有负面影响。”
如果按照研究人员的计划执行T,那么减少空气污染将导致每年预防约63,000人死亡(根据研究人员)。不用说,温室气体排放也将大大减少(在美国,无论如何)。
这项新研究发表在《能源与环境科学》在线版上。那些寻求比该文章更快的概述的人可以在此处的交互式地图中找到它们。
图片来自斯坦福研究