這份報告由美國加州大學爾灣分校的研究人員發表在《自然通訊》期刊。報告指出，先進的工業化國家的大部分電力需求可以通過風能和太陽能的某種組合來滿足。

 

該報告的作者包括來自清華大學、卡內基科學研究所和加州理工學院的研究人員，他們并不否認儲能系統和其他電網平衡技術的必要性。但他們強調，隨著世界各國的電力系統向凈零排放快速轉型，基于可靠的可再生能源的電力系統可以滿足大多數的電力需求，以取代化石燃料發電技術。

 

該研究團隊分析了全球42個國家39年來的每小時能源需求數據，發現對于面積較大的低緯度國家來說，完全轉換為可持續能源可能更容易，這些國家的電力可以全年依賴光伏發電，例如澳大利亞。

 

然而，緯度較高、面積較小的國家，例如德國，利用風能和太陽能滿足其電力需求則更具挑戰性。德國近期無風少風的情況，意味著該國必須開發其他能源。

 

該研究發現，即使沒有采用儲能系統，以風電為主的電網也能夠滿足這些國家72%至91%的電力需求。

 

通過部署持續放電時間為12小時的儲能系統，電力系統則以光伏發電為主導，可以滿足83%到94%的電力需求。

 

加州大學爾灣分校地球系統科學教授Steve Davis說：“風能和太陽能可以滿足許多國家和地區80%以上的電力需求，而無需部署過多的儲能系統或發電設施。這是關鍵的一點。由于國家和地區的不同情況，在零碳的未來，儲能系統和其他非化石能源可以滿足一些電力需求，因為在一年中有很多時候風力和陽光不足而導致無法發電或供電不足。”

 

針對這種情況，研究人員建議構建超過年度電力需求的發電容量，部署長時儲能系統，并在可能的情況下整合多個國家或地區的電力資源。

 

報告的主要作者、清華大學地球系統科學系助理教授同丹說：“歐洲提供了一個很好的例子，集合了西班牙、意大利和希臘的太陽能，以及荷蘭、丹麥和波羅的海地區風能的電力系統可以保證電力供應的一致性和可靠性。”

 

研究人員發現，風能和太陽能發電系統可以滿足美國總電力需求的85%左右，而且還可以通過容量的過度建設、增加電池和其他儲能系統的部署以及與北美大陸其他國家建立合作伙伴的來增加發電量。

 

Davis說：“在世界范圍內，我們生產凈零碳電力的能力存在一些明確的地理和環境的限制，一些地區使用清潔能源存在困難，而一些地區則無法使用清潔能源。雖然很難從發電組合中完全消除化石燃料，但當技術、經濟和社會政治意愿保持一致時，可以實現這一目標。”