对一些人来说，对清洁可再生能源未来的憧憬被间歇性供电引发的停电的担忧所笼罩。斯坦福大学土木与环境工程教授马克·雅各布森（Mark Z.Jacobson）在《可再生能源》（Renewable Energy）杂志上发表论文，认为这些担忧是没有依据的。该研究分析了在多种情况下的电网稳定性，风能、水资源和太阳能资源都可以提供100%的能源需求。这意味着没有化石燃料、碳捕获、直接空气捕获、生物能源、蓝色氢气或核能，完全依靠风能、水和太阳能以及储能的能源系统不仅可以避免停电，而且降低了能源需求和消费者成本，同时创造了数百万个就业机会，改善了人们的健康，减少了土地需求。



这项研究预计，在2050年左右，美国电力、交通、建筑和工业部门将实现转型，所有的汽车和卡车都由电动机或氢燃料电池驱动，电热泵取代了煤气炉和热水器，风力发电机和太阳能板取代了煤炭和天然气发电厂。根据雅各布森及其合作者的说法，这种未来并不像看上去那么不可思议。目前风能、水和太阳能已占美国电力的近20%，15个州和地区以及180多个美国城市已颁布政策，要求向清洁可再生能源转型。

在对美国50个州进行的可再生能源路线图研究的基础上，研究人员对六个州进行了模拟——阿拉斯加、夏威夷、加利福尼亚、德克萨斯、纽约和佛罗里达，这些州天气条件各异。 研究人员设想大规模扩大海上风力涡轮机和屋顶太阳能电池板——它们都不占用新的土地——以及陆上风力涡轮机、公用事业太阳能电池板和集中太阳能发电厂。这些方案还包括一些新的地热，但没有新建水电基础设施。总的来说，研究人员发现，满足美国能源需求可再生能源发电厂将占据美国约0.84%的土地，而化石燃料行业目前约占1.3%的土地。

在100%可再生能源的情况下，研究人员进一步发现，人均家庭年能源花费比通常情况下低近63%，在某些州成本下降了79%。美国整体能源转型的成本从近9万亿美元到11万亿美元不等，从节约能源成本的角度来看，回报时间大约五年。

这项研究的一个重要发现是，长时间储能电池既不需要，也无助于保持电网稳定。相反，电网的稳定性可以通过将当前可用的储能电池连接在一起而获得，电池的存储时间不超过4小时。当连续使用时，将短时电池连接在一起可以提供长期存储。换句话说，短时间电池既可用于短时间内的需求高峰，也可用于长时间或介于两者之间的峰值。

该研究还发现，在美国建设和运营一个完全清洁、可再生的电网可以在建筑和零部件制造等各个能源部门创造约470万个长期全职工作岗位，以及在商店、餐馆和其他企业的大量间接就业岗位。研究人员发现，到2050年，更清洁的空气将使每年约53200人免于与污染有关的死亡，数百万人免于与污染有关的疾病，每年节省约7000亿美元的医疗费用。

研究人员的模拟表明，由于清洁、可再生的电网，加州和德克萨斯州的停电完全可以避免。部分原因是，通过使所有能源部门电气化，并为电力提供清洁、可再生能源，加利福尼亚州和德克萨斯州的能源需求分别减少了60%和57%。第二个原因是，当风不刮的时候，白天的太阳通常会照耀，反之亦然，所以两者都有助于满足需求和供应。第三，给予人们在一天中某些时间不使用电力的经济激励有助于改变电力需求高峰的时间。第四，在风能和太阳能不可用的情况下，使用储能有助于填补供应缺口。第五，在寒冷时期，平均风力更强，因此增加风能有助于满足冬季建筑热需求高峰。第六，地下季节性蓄热有助于满足冬季热量需求。最后两个因素对德克萨斯州特别有帮助。为了避免加州夏季停电，该研究建议更多的海上风力发电，因为加州夏季海上风速最快，尤其是在下午晚些时候和傍晚早些时候，因为太阳能输出下降，停电最有可能发生。

原标题：100%可再生能源电网，无需长时间储能就可以保证稳定运行!