破記錄!南澳利用 100% 可再生能源發電近一週

縱觀人類社會的發展,尤其是工業革命以來的突飛猛進,離不開對能源的利用,然而發展程度越高,對能源的依賴程度也越高。如果像以前那樣使用化石燃料肯定不是長久之計,一是此類能源如今看尚算豐富,但始終有耗盡的一天,二是使用此類能源時產生的污染和氣候變化等「副作用」也不可忽視,某種程度上反而束縛了發展的腳步。

▲圖片來自:pixabay

種種原因下,成本較低又清潔環保的可再生能源在能源結構中也就越來越重要。在 2021 年 12 月,擁有 177 萬人口的南澳大利亞實現了利用 100% 可再生能源發電近一週。

根據能源分析師 Geoff Eldridge 的分析,在確定的六天裏,該州平均 101% 的能源來自風能、屋頂太陽能和太陽能發電場,只有一小部分能源來自天然氣,以保持電網的穩定。

據清潔能源網站 RenewEconomy.com.au 的報道,在 156 小時的可再生能源運行期間,風能在總能源供應中的份額平均為 64.4%,屋頂太陽能平均為 29.5%,公用事業規模太陽能平均為 6.2 %。全球能源顧問 Wood Mackenzie 在播客「The Energy Gang」的最新一集也提及,澳大利亞成功地將可再生能源納入其電網的 24%。

▲圖片來自:OpenNEM

目前可再生能源中應用最廣泛、技術較成熟的有水能、風能和太陽能,許多國家和地區其實早就開始了此類可再生能源的利用,但要實踐並不是一件易事。

南澳大利亞地區人口並不算高,用電需求也不算大,但電力生產一般是集中式的,這就意味着,一個電廠要長距離輸送電量不大的電力,無法形成規模效應。另外由於各種自然災害,南澳大利亞的電網也經常損壞,經常斷電也導致了高昂的維修費用。過高的用電成本,促使州政府推動可再生能源的利用。

在過去幾年裏,南澳大利亞州約有三分之一的家庭在屋頂裝有太陽能電池板。此外還有三個工業規模的太陽能發電廠,發電量約為 300 兆瓦,因此該州一半以上的電力來自風能和太陽能。根據光伏技術顧問 Pierre Verlinden 的數據,在過去 13 年中南澳大利亞可再生能源普及率穩步上升,每年絕對增長率為 4.5%。

▲圖片來自:RenewEconomy

雖然南澳大利亞州實現了利用 100% 可再生能源發電,但在電力系統裏,發電和用電是需要實時平衡的,目前風能和太陽能發電廠無法 24 小時穩定輸出電力,所以在該州的能源結構裏,除了風能與太陽能,還是需要少部分的天然氣用於維持電網的穩定。

▲圖片來自:RenewEconomy

目前南澳大利亞安裝了四台同步電容器,當沒有足夠的風能或太陽能來滿足能源需求時,可能仍需要燃氣發電機,但維持電網安全所需的燃氣發電量將顯着減少,降低了對天然氣電廠的調峯需求。

不過南澳大利亞的天然氣價格昂貴,如果要實現州政府的期望,在 2030 年實現 100% 可再生能源的穩定供電,那麼來源多樣性、儲能和電網互聯等問題都需要解決。

▲圖片來自:ElectraNet

在南澳大利亞的詹姆斯敦,有一個 150 兆瓦的特斯拉大電池組,旁邊就是 315 兆瓦的霍恩斯代爾風力發電場,因此這個大電池組也是霍恩斯代爾儲能系統(HPR)。

常見的儲能方式有電池、儲能飛輪、抽水蓄能和壓縮空氣儲能等,但目前電池的能量密度(每千克能源物質中藴含的總能量)並不高,因此這套電池組的主要作用並不是作為後備電源使用,它的主要任務是快速調頻,幫助電網適應可再生能源供電的變化,再「兼職」吸收多餘的風力發電。

▲圖片來自:路透社

可再生能源的利用是社會未來發展的趨勢之一,如今還有許多需要完善的地方,但此次南澳大利亞利用 100% 可再生能源發電的記錄是一次成功的嘗試,希望在未來能看到更多這樣的成功,讓可再生能源推動人類社會更近一步的發展。



資料來源:愛範兒(ifanr)

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