科学美国人在2008年1月刊中提出了一个发人深省的建议。该杂志提出了一项大规模的、影响深远的计划,到2050年,太阳能将为美国提供69%的电力,占我们总能源的35%,从而取代我们所有的外国石油需求,减少全球变暖的排放。以下是“太阳能大计划”的一些亮点。
技术
美国西南部将是这种清洁能源转换所需的大量太阳能的所在地。具体来说,将采用两种太阳能:光伏(PV)电池和聚光太阳能。
根据太阳能大计划,3万平方英里的光伏电池将提供3千兆瓦的能源。“3万平方英里”的说法让我有些畏缩,但现有的太阳能装置表明,在美国西南部,生产每千兆瓦时太阳能所需的土地面积,比运营一家燃煤电厂并为其开采化石燃料所需的土地面积要少。
集中太阳能发电将提供该计划中约五分之一的太阳能。聚光太阳能利用长金属反射镜将太阳光聚焦到充满液体的管道上。液体被加热后,通过热交换器产生蒸汽,推动涡轮机运转。美国已经有9家这样的工厂
想要便宜的太阳能?加入这是美国最有效的社区太阳能采购计划。
存储
太阳能大计划建议用压缩空气储能来储存光伏能源:来自光伏电厂的电力压缩空气,并将其泵入空的地下空间,如洞穴、废弃的矿山、含水层或枯竭的天然气井。在燃烧少量天然气的辅助下,可以根据需要释放空气来转动涡轮机和发电。压缩空气技术德国从1978年开始使用,阿拉巴马州从1991年开始使用。
为了储存集中的太阳能,可以将管道插入一个装有熔盐的大绝缘罐中,以保留热量。在晚上没有太阳的时候,热量可以被提取出来产生蒸汽。当然,盐不能无限期地保持热量,所以储存的能量必须在一天内被利用。这种熔盐储存技术的第一个商业安装正在进行中西班牙建造而且有7小时的存储时间,所以这项技术还有很长的路要走。
传输
我们现有的交流电力线电网无法有效地将太阳能从西南部输送到全国各地的消费者(这样的距离会损耗太多的能量)。相反,该计划提出为全国建设高压直流(HVDC)输电骨干。
研究表明,高压直流输电线路在长距离上比交流输电线路损失更少的能量,而且建造成本更低。这些线路将在换流站结束,在换流站,电力将切换到交流,然后通过现有的区域传输线发送。美国已有大约500英里的高压直流输电线路,各公司都在关注它们的可再生能源项目:德克萨斯州西南电力池正在为德克萨斯州的一个风电场设计一个直流和交流输电系统横加公司提议建造2200英里的高压直流输电系统,将风力从蒙大拿州和怀俄明州输送到拉斯维加斯及更远的地方。
成本
诚然,这个计划的成本是巨大的,就像国家基础设施的任何重大改变一样。该计划估计,从2011年到2050年,需要4200亿美元的补贴来资助基础设施和技术进步,以使太阳能更具成本竞争力。规模经济和持续的效率里程碑也将有所帮助:
太阳能工作组的一份报告西部州长协会发现,如果到2015年建成4吉瓦的电厂,聚光太阳能发电的成本可能为每千瓦时10美分或更低。
这个代价是非常值得的。两位作者认为:
这些基础设施将取代300家大型燃煤电厂和300多家大型天然气电厂及其消耗的所有燃料。该计划将有效地消除所有进口石油,从根本上减少美国的贸易赤字,缓解中东和其他地区的政治紧张局势。由于太阳能技术几乎是无污染的,该计划还将使发电厂每年减少17亿吨的温室气体排放,另外由太阳能电网提供燃料的插电式混合动力车将取代汽油车的19亿吨温室气体排放。到2050年,美国的二氧化碳排放量将比2005年的水平低62%,对全球变暖起到重要的抑制作用。
太阳能宏伟计划的最大障碍可能不是资金或技术进步,而是实现它的政治意愿。虽然我个人很欣赏并认识到有必要制定宏伟计划来展示我们如何实现这一目标,但我怀疑太阳能是否真的是最好的技术,或者它是否被宣传为解决我们能源问题的灵丹妙药。与此同时,提高效率和建立现代化的传输系统的主张是正确的。无论我们的清洁能源未来主要使用太阳能发电,还是基于该地区的当地资源(南部的太阳能、西部的地热、中西部的风能等),我们过时的电网和储存能力的进步对扩展其他可再生能源系统都至关重要。
地球在40分钟内接收到的阳光足以为地球提供一年的能源。美国西南部有25万平方英里的土地适合建造太阳能发电厂,大量的太阳能资源必须成为21世纪系统的一部分。
greenskeptic说
补贴问题将是一个棘手的问题,正如我们在最近的能源法案妥协中看到的那样。他们的观点是,替代方案应该独立存在,让市场来决定。
我不确定在目前的能源转化率和效率下这是否可行。从这个角度,人们可以合理地假设,其他能源在某种程度上没有得到补贴(通过税收减免或直接支付)。这根本不是真的。
我们是否应该取消一项补贴,开始另一项补贴?我对此很担心。
然而,如果在转移补贴问题上达成共识,我们可能会坚持一个期限限制。比如说,5年,以产生一个有时间限制的激励来迅速扩大生产规模并降低生产替代能源的成本。或者更好的做法是,把从一个猪肉省下来的钱投资到一个新技术投资基金中,创造新的就业机会,这些就业机会与新能源开发和节能新技术修复相关。
thinking_hard说
在东西方向的高速公路上安装太阳能电池不是更容易吗?考虑到10号州际公路本身就覆盖了2500多英里。如果你在道路两侧设置4-8英尺的面板朝南,你唯一能阻挡的就是噪音。然后再加上其他高速公路覆盖的土地,比如40号州际公路,也有2400英里,你很快就开始减少用于这个项目的开放土地的数量,你可以用电力赚到的钱来资助道路。
想
维克多Escobar说
你说转换站将位于传输线端点。数据中心呢?那里的大部分设备都是在DC上运行的。为什么有一个浪费的DC->AC->直流转换周期?对于任何需要交流的负载,为什么不直接使用逆变器呢?
JEdward说
仔细想想——你说对了一半:最好是把太阳能电池安装在道路上,让整个道路成为一个巨大的太阳能收集器。我们需要做很多工作来获得合适的材料,但想想看:每增加一英里的道路将产生更多的电力。这种电力甚至可以用于汽车,因此不需要“加油”站。但这将是大量的工作....
吉米说
我希望他们放弃太阳能的想法。好吧,事实上,这些白痴发明了新的能源方法,利用太阳,光,热来加热一些化学物质来产生蒸汽。我敢打赌有些元素混合在一起会产生巨大的热量。许多人仍在尝试将太阳能转化为电力——继续吧。我想知道为什么火药甚至不被认为是一种发电的机制,它可以发射并使子弹在空中保持数英里,比同等的汽油用来发射子弹的动力更大。
肖恩说
我刚刚发现了四万四千平方英里的空间,甚至不会被错过:
http://www.futurepundit.com/archives/002185.html
屋顶。购物中心、商场、公司办公室、住宅、公寓等。再加上西南部的1万到1.5万平方英里的土地没有被使用,那就没有了。此外,太阳能斯特灵的转化效率为45%,再加上汽车用的生物柴油(藻类农场)和一些核能或天然气来填补缺口,风能用来发电,潮汐、波浪和水力发电,我们就开始制造能源,摆脱石油,支持一个令人难以置信的经济,有足够的能量把我们带进太空和更远的地方。(电解氢气作为火箭燃料),技术的提高可以不断升级太阳能电池板(例如,如果1平方英里现在产生60kw的功率,并逐步升级10%,我们就有增长的道路。我的意思是,我们真的要窒息而死,还要花100美元一加仑的汽油才能买到吗?这应该是在建设高速公路系统的规模上,因为它对国家安全有着巨大的2022世界杯四强亚盘赔率影响。M1A1坦克、F16、F22、B52、B1B、A10等坦克保护着我们的国家,但没有燃料(可以用这里生产的生物柴油来燃料),我们只能任由有石油的国家摆布,不是所有的国家都友好。考虑一下,打电话给你们的代表,让我们在国内花5000亿美元,而不是每个月花那么多钱购买外国石油(不,我没有核对这个数字,但我知道这是很多)。
Scott_T说
我发现路边的嵌板有三个问题。偷窃、污物和破坏公物。
道路面板不好说
路边太阳能是一个坏主意,原因有很多。
听说过“街角那所房子的前门不止一次被汽车撞坏”吗?
我很确定他们正在努力降低太阳能发电的成本,其中一部分就是降低维修和维护成本。2022世界杯四强亚盘赔率把它建在事故频发的地区(例如,靠近高速公路)有点违背了降低成本的目的,除了已经提到的盗窃、污物和破坏。可能更容易(更便宜)的是规划清晰,建造大面积的阳光充足的区域,而不是狭窄的公路路段。
蒂姆说
从环境的角度来看,覆盖美国西南部19%的太阳能电池板是行不通的。这不是贫瘠的土地,这是一个脆弱的沙漠生态系统,如果你遮荫所有的植物,撕裂土地建设道路,你会破坏它。2022世界杯四强亚盘赔率
最好是在每座建筑上安装太阳能电池板,把发电留给分散的方式,而不是这些巨大的集中项目2022世界杯四强亚盘赔率,因为它们容易受到停电的影响。如果气候变化使西南部因为云层覆盖或类似的原因而不适合怎么办?
另一次说
只是一个想法。伊拉克战争已经花费了4830亿美元。
JSG说
想想看——以保守派失败的战争(但非常成功的战争暴利)的代价,我们本可以建立一个完整的使用可再生能源的基础设施。
艾伦说
该建议的问题在于,作者说太阳能将减少我们对石油的依赖。我们不用石油发电。进口石油几乎全部变成了汽车用的汽油。我们用煤、天然气和核能发电。
基斯年代说
“地球在40分钟内接收到的阳光足以为地球提供一年的能量”这种说法有点误导人。
虽然我听说是每一分钟,而不是40分钟,但这并没有考虑到效率等因素。
欲了解更多信息,请参见:
http://www1.eere.energy.gov/solar/animations.html
最近的转换说
这是我希望看到我的孩子们的未来!加上最近有关Aura和波浪发电潜力(PG&E目前正在投资这两个项目)的工业级太阳能发电的消息,我们看到了一些非常有前景的前景。现在,如果我们能在白宫和国会得到一些领导,把政策障碍清除掉就好了!
理查德mckone说
这篇文章至少试图列出最终需要什么来让我们戒掉对石油的依赖。我希望它能包括风能、生物燃料、洋流/海浪/温差,甚至核能和清洁煤(如果两者都能被驯服的话)作为潜在的能源来源。尽管如此,这是一次值得的尝试。
Maria Surma Manka说
这一点很重要,理查德。我担心当涉及到能源计划时,完美会成为良好的敌人,让争吵阻碍我们的行动。当然,我不支持一个鲁莽的计划,但我们必须安全地减少全球变暖的排放;这是最终目标。
多雾说
哪位总统候选人承诺到2016年实现能源独立?http://www.mikehuckabee.com/?FuseAction=Issues.View&Issue_id=21
Gershon Ben Daniel说
《科学美国人》选择西南部的原因是,该地区是太阳能生产的理想之地。
你不能沿着任何高速公路,或在任何建筑物的顶部安装太阳能电池板。2022世界杯四强亚盘赔率
位置,位置,位置。
我全职住在房车里,在我第6年。我家屋顶上有六块75瓦的太阳能电池板。现在是晚上11点21分,我正在准备这篇关于储存太阳能的文章。我几乎不用1000瓦的本田发电机。永远不要插座机。
它的工作原理。但是为了生活在一个理想的天气气候和太阳能生产地区,我在秋天和春天旅行到南方和北方。
hmacdonald说
我们今天被告知,国会刚刚通过了一项300多亿美元的农业法案(得分:大农业1分,环境和消费者0分)。
Lk.wiginton说
增加光伏需求的一种创新方法是利用学术机构(大学和学院)的绿色购买力,从而使其能够与传统的电力生产方式竞争。这已被证明在催化全球可再生能源的积极螺旋效应方面具有潜在的相当大的影响力。参见:Joshua M. Pearce,“利用大学驱动的绿色采购催化太阳能光伏电池的大规模生产”,《国际高等教育可持续发展杂志》,第7(4),第425 - 436页,2006年。在http://www.emeraldinsight.com/10.1108/14676370610702226
叔叔B说
进入“第四次转向”,加州大麻合法化即将到来,为了税收的目的!资本家!“烟囱工业”现在牢牢地扎根在亚洲的土地上,人们已经习惯了住在帐篷和棚户区,在团体主义留下的废墟中,甚至在底特律市,吃负鼠代替牛肉,在空地上种植城市花园以生存,第三世界风格!疯狂的秃鹫资本家和他的公司神,投资回报率,离开了我们,为了更便宜的亚洲劳动力和更高的投资回报率,结果发现他们自己和他们的资本战利品,从我们这里被偷走,丢失在北京、恒生和上海市场更大的鱼中,并使用“人民币”,一种他们不容易操纵的货币!我们的美元跌到无法支持海外战争的地步,伟大的军事/工业综合体将面临和制药/医疗笨蛋们一样的命运!当最后的老鼠离开飞船时,曾经伟大而强大的通用汽车暂时复活了,依靠政府的资金,沉入同样深的深渊,再也没有音信。美国人民,一个伟大的范式转变的时代正在向我们袭来,我们用种子、手工工具、花园和风车,以及我们土地上剩下的所有生产工具,甚至太阳能电池板来回应,随着时间的推移,我们将为所有人建立一个更大、更好、清洁、可持续的社会化美国,而不仅仅是贪婪、狡猾和手快的人!我们用我们喜爱的儿女们的鲜血安抚了哈里伯顿(沙特阿拉伯)公司,但没有任何效果,甚至没有来自伊拉克的更便宜的石油,我们把阿富汗和北边土库曼斯坦的石油视为另一个伊拉克,并将撤军,满足于抽大麻、种植蔬菜,并为可持续的自然母亲服务,太阳风波、潮汐、水力和地热努力,以获得更公平的回报!