关键要点
引言
- 美国可再生能源（风能和太阳能）的发电比例正在快速增长。
- 虽然固定清洁电源（如核能、地热能或聚变能）有可能大幅扩展，但目前看来实现这一目标的可能性较低。
变化挑战
- 风能和太阳能是间歇性能源，与传统的化石燃料相比，其供应不稳定性和不可预测性更高。
- 季节性变化和年度波动无法仅通过电池或其他现有储能技术（如氢气、抽水蓄能、压缩空气储能）来解决。
- 仅天然气能在绿色转型过程中确保电力供应的可靠性。
政策建议
- 监管机构应帮助天然气从基础负荷电源转变为备用保险角色。
- 现有的联合循环电厂和单循环调峰电厂可以在适当操作和资金支持下承担这一角色。
- 政府和大型企业应推动先进的模型开发和扩展数据收集，包括长期气象数据。
储能技术
- 美国能源部（DOE）应专注于早期阶段的研究和发展，特别是季节性储能技术。
- 需要设立新的“能源波动办公室”，以制定长期战略并实施技术示范和规模化项目。
三个阶段概述
- 第一阶段：风能和太阳能发电占比低于约40%，可通过现有可调度资源（如使用天然气的调峰电厂）应对季节性和年度缺口。
- 第二阶段：风能和太阳能发电占比达到约40%至80%，天然气逐渐从基础负荷电源转换为备用电源，并可能通过更好的电网传输来缓解供需不平衡。
- 第三阶段：风能和太阳能发电占比达到约80%至100%，需要非常长时长的储能技术或碳捕获技术来应对年际和年度缺口，当前技术尚不成熟。
短期和中期策略
- 在第一阶段，政策应集中于将可再生能源整合到仍以化石燃料为主导的电网中。
- 在第二阶段，政府需帮助管理从化石燃料主导到可再生能源主导的过渡过程。
- 在第三阶段，最终摆脱化石燃料依赖将需要引入先进的长时储能或碳捕获技术。
结论
即使在极高脱碳情景下，未来几十年内天然气仍将在电力生产中发挥重要作用，其功能从基础负荷电源转变为保障可再生能源供应的保险和备用角色。
