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太阳能槽的北美西南部沙漠中的阵列 - 美国加利福尼亚州
太阳能槽的北美西南部沙漠中的阵列 - 美国加利福尼亚州 信用:乙克里斯托弗/ Alamy图片社图片
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2019年8月26日16:00

太阳能发电可以使用“空间的13%”代替所有的美国水坝

乔希Gabbatiss

乔希Gabbatiss

08.26.19
乔希Gabbatiss

乔希Gabbatiss

2019年8月26日|4:00 PM
APP亚博娱乐 太阳能发电可以使用“空间的13%”代替所有的美国水坝

太阳能电池板的银行将能够更换使用空间的13%,在美国每一个电力生产坝,根据一项新的研究。

研究人员说,这“令人惊讶的温和的”图提供了可以实现什么是“诱人”的愿景,如果国家淘汰的电源,虽然可再生能源,需要一个显著收费对生态系统。

既然这样,水电在全国电力结构的重要组成部分,有利于超过6%它的电力,并提供这并不总是由其他可再生能源提供的灵活性。

但是,与现有基础设施已接近其寿命结束,并越来越担心其对环境的影响的担忧,美国水坝正越来越多地从服务中完全删除。

如果不更换水坝,其他技术需要将步入违约,而新的纸 - 发表于自然可持续发展- 提出太阳能发电的大规模部署是一个潜在的选择。

虽然研究人员强调,他们的结果是“明确的理论”,他们突出的替代可再生能源,以取代水坝的能力 - 这也可以采取压断打乱了美国的水道。

“巨大的伤害”

水坝已在美国被用于产生可再生能源一个多世纪以来,与世界上第一个水力发电厂开始在威斯康星州在1882年运行到1940年,水电占全国发电量的40%。

今天,许多发展中国家是刻意模仿这种快速增长。从国家安哥拉缅甸正投资于大型水电工程的方式发电被吹捧为燃烧化石燃料的绿色替代品。

然而,在水电很好,因为它们对环境的影响,广泛建立有针对水坝不断冲击的领域。

根据约翰·瓦尔德曼博士从水生生物保护纽约市立大学他领导了这项新研究,由于水坝对生态系统造成了“巨大的伤害”,许多环保主义者已经开始把水坝看作“我们分水岭中的血块”。

他说,这种影响的“典型儿童”是洄游鱼类,如鲑鱼和鲥鱼,由于迁徙路径被阻断,它们的数量在一些地区下降了好几个数量级。

水坝也会导致在拒绝当地生物多样性被困沉积物河流温度变化水坐在水库升温。

他们甚至可以成为排放源在美国,洪水淹没了大片土地,导致生活在水中的微生物释放出甲烷和其他温室气体。

亚利桑那州和内华达州对美国之间的边界胡佛水坝的空中图像状态。来源:约翰亨肖尔/ Alamy图片社图片

亚利桑那州和内华达州对美国之间的边界胡佛水坝的空中图像状态。
来源:约翰亨肖尔/ Alamy图片社图片

针对这些问题,美国超过1000座水坝已被拆除,在过去三个十年里,科学家注意到显着改善作为结果。

杰夫·奥普曼博士,世界自然基金会淡水全球LED科学家,告诉碳简要拆除水坝是解决淡水物种的“大幅下降”,“最有效的途径之亚慱官网一。”以来去除爱德华兹大坝缅因州的肯纳贝克河20年前,例如,河流产卵鲱鱼的数量已经增加了近百倍。

灵活的水坝

到目前为止,被拆除的水电站对中国整体电力结构的贡献相对较小,但如果计划拆除大型水电站,寻找替代电站将至关重要。

这可能是一项挑战,因为水坝提供必要的网格服务。在里面美国能源部的水电愿景报告中,预计水电对电网规划和操作实际上在未来增加的贡献:

“特别是,水电的灵活性快速斜坡生成上下响应于电负载和发电机功能有助于集成可再生可变发电,例如风和太阳能,到电网之间的平衡的改变。”

但是,与许多国家的旧的水坝变得越来越有利可图,即将其寿命结束,瓦尔德曼说,其他可再生能源可能会至少能够取代一些这种老化的基础设施,甚至提供一些这急需的稳定性:

“I think we need to have a new paradigm about restoring rivers, and I think that the advent of really seriously alternative energy sources is one way to accomplish this… I think that’s pretty astonishing and tantalising too, I’m hoping this presents a different mindset for people who think about our energy futures.”

大规模替代

在他们的“思想实验”,瓦尔德曼和他的同事使用来自美国。工程师的军团数据水坝的国家清单以确定有多少工业规模的光伏公顷(PV)电池将需要通过替换现有水坝产生的功率。

他们计算出,如果所有的相接美国2,603水坝的 - 也就是说,不包括夏威夷和阿拉斯加的所有状态 - 被拆除,更换的太阳能电池板将只占用由他们藏覆盖面积的13%。

如果一半的排水土地的工业规模覆盖太阳能电池,该小组估计它可以产生近三年半的时间,在目前这些网站所产生的电力。

在一些地区,他们的研究结果尤为明显。例如,佛罗里达州可以取代它的四个水坝,目前占用26520公顷,与太阳能电池板大约纽约中央公园的大小的区域。

作者指出,他们不考虑在他们的分析中安装太阳能发电的成本,这很可能是“非常具体的网站”。yabo亚博体育app下载

瓦尔德曼说,这种转变的总体正面影响将是“我们会得到我们的自由流动的河背”,而更换不必仅限于可再生能源的一种形式:

“当你抽干水库的水,你会得到很多土地。你有机会把太阳能在水库底部的一部分,在某些地方,甚至漂浮的太阳能,因为许多水库在山谷中,你可以把风力发电在脊线和你也有可能捕获一些水的力量使用流体动力学的或转移注意力的方法,它允许您捕获一些权力,但不阻止这条河。”

然而,虽然水库的国家4米公顷冷凝下来到特拉华州面积的大小 - 美国第二小的国家 - 似乎是一个有吸引力的提议,瓦尔德曼承认,对于许多水坝它根本就不可行。

不是最不重要的,这是因为水坝经常提供重要的附加的社会效益,包括饮水,防洪和休闲活动的供应。瓦尔德曼注意事项:

“尽管我承认我们是永远不会取下来,在美国所有2,603水坝,并切换到这个概念,有一个很大的空间,推动在选择的情况下这样做的想法。”

然而,即使花费更少的空间,工业规模的光伏发电自带它自己的问题,因为它可以分段栖息地,并导致生物多样性的丧失。“顾名思义,前者水库网站将沿河的土地,土地......往往是野生动物最有价值的栖息地,也跻身娱乐往往是重要的,”奥普曼说。

在回答这些问题,作者指出过去的研究已经表明,相对于其他形式的发电,太阳能发电是较不有害的。他们还指出,电力替代与太阳能可以在网站采取从水库了。

电网缺口

至于其他可再生能源是否能弥补电网服务的不足,作者说,改进的电池存储能力可能能够提供水电授予的灵活性电流。

然而,当他们说,这种技术可以弥补太阳能发电的更不稳定的性质,他们也指出,这一领域的“需要更多的研究。”

威尔亨利当先通信国际水电协会,讲述碳简单介绍亚慱官网由水坝所提供的服务将不会通过太阳能如此容易地更换,而是表明,结合了发电的两种形式的系统:

“而不是与太阳能光伏发电取代水电设施,一个更可持续的方式将水电现代化改造的投资,结合两种技术的优势的优先级。今天太阳能光伏可安装在表面上,或邻近于贮存器,从而增加而不是更换整个发电能力。”

Waldman说,虽然水坝确实提供了关键的电网服务,但它们提供的电力并不总是一致的,而且可能会受到干旱等现象的影响。

鉴于此,他说,替代可再生能源技术的阵列可以被用来创建“节能公园”既利用现有的电力线以前安装服务水坝,并配有“不是由水电提供单独的弹性”。

Waldman说,考虑到这些可以预见的机会,许多发展中国家正在犯一个“大错误”,他们正在着手建设大型水电项目可能会破坏原始航道,赋予其充足的太阳能资源。

然而,Opperman表示,在美国,这个问题在很大程度上是没有实际意义的,因为全国各地的大坝“巨大的池”正在老化,而且越来越过时,它们对电力行业没有做出重大贡献。这意味着,许多自由流动的河流可以在不解决该国大型、重要的水电大坝的情况下得到恢复:

“这并不是说我们不应该考虑河流生态修复和拆除水坝是将需要的发电或蓄水的大坝的效益损失,因为环境和社会收益可能是值得的。但很明显,与主要的权衡项目总是会更加复杂。”

瓦尔德曼,J。等人。(2019)的太阳能替代,如美国坝清除水电已成溶液,自然可持续性https://doi.org/10.1038/s41893-019-0362-7

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