电力脱碳，城市全靠可再生能源？

Sora

2020年4月3日，美国加州，位于莫哈韦沙漠的巨型太阳能板阵。这些太阳能板占地3500英亩，为超过14万户家庭提供电力

大多数使用“清洁”电能的主张，都紧跟着随之而来的各项注意事项。在目前，很多全天候可再生能源所需的技术，尚未准备就绪。

2014年，美国佛蒙特州伯灵顿市宣布，已经在可再生能源方面达到一个里程碑—其可再生能源产生的电力足以满足本市所有电力需求。这座拥有4.2万人口、位于尚普兰湖畔的城市，也是参议员伯尼·桑德斯的出生地。

“可再生城市”伯灵顿

伯灵顿的市政府宣称，该市是美国最早的“可再生城市”之一。伯灵顿的电力部门，购买了位于城市边缘韦诺斯基河上的韦诺斯基1号水力发电项目所提供的7.4兆瓦电量。

佛蒙特州公共事务局局长克里斯托弗·雷基亚表示：“这表明我们有能力做到这一点，而且我们能够以使佛蒙特人真正为未来做好准备的方式，来有效地做到这一点。”这是一项广泛改革的一部分。

改革包括一个全州范围内的目标：到2050年，将佛蒙特州90%的能源来源转化为可再生资源，包括电力、供暖和运输。雷基亚说，在全州范围内，佛蒙特人都在敦促电力公司向他们提供可再生能源，相关部门也听取了人们的意见。

从那时起，得克萨斯州的乔治敦、科罗拉多州的阿斯彭和美国其他几个小镇加入了伯灵顿市的行列。尽管有些城市使用清洁能源有先天优势，如伯灵顿就得益于大量来自水力发电的电力，以及用于燃烧的充足木材。但许多依靠化石燃料发电的城市，目前也正在加入这一行列。

如今，美国有170多个城镇承诺，会将其电力供应从煤炭和天然氣转移到太阳能、风能和水力发电。目前仅从可再生能源中获取11%电力的圣路易斯，承诺到2035年，将完全依靠可再生能源发电;依赖煤炭的丹佛，曾承诺到2030年将完成同样的电力来源转换。

世界资源研究所的城市可再生能源经理莱西·谢弗表示：“许多城市正在制定这些目标，并努力在极短的时间内将可再生能源的使用比例从一小部分提高到100%。这是城市能源工作非常激动人心的时刻。”

但是，所谓“100%可再生能源城市”，实际上真的是100%利用可再生能源了吗？现实有点复杂，它也显示了美国真正进行“深度”电力脱碳时所面临的挑战。

首先，转向清洁电力，并不意味着城市可以将其碳排放足迹完全抹去—居民可能仍在驾驶耗油量大的汽车，或用天然气取暖。

甚至大多数使用“清洁”电力的城市发表声明时都带有注意事项：这些100%可再生能源城市实际上的意思是，它们从风能、太阳能或其他清洁能源中获得了足够的电力，以平衡一年中使用的电力总量。

城市电力能源来源混合

对于佛蒙特州等充满可再生能源的地方来说，这没什么大不了的。但是在其他地区，城市可能无法实时使用所有的可再生电力。即便在太阳没有照耀大地、风没有刮起来时，电子仍然需要在电网中流淌，来维持城市照明。

目前，大多数更稳定的能源来自不可再生资源，其中主要是天然气和煤炭。

得克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员约书亚·罗德斯说：“实际上，没有哪个城市可以在电网中像孤岛一样运作。你终归将连接到更大规模的电网中。没有‘化石燃料电子和‘可再生能源电子之类的东西—一旦连接到电网，所有来源的能源就会混合在一起。”

这意味着即使是100%依靠可再生能源的城镇，也可能会不时地从化石燃料中获取电力。

完全脱碳将需要除太阳能和风能之外的清洁能源。

正因为如此，罗德斯说，纯粹依靠可再生能源运行，这一目标更像是一种数学计算，而不是单纯地描述一个城市的能源来源。

2019年，美国公用事业规模的发电设施发电量约为41270亿千瓦时。其中约63%的电力来自化石燃料，包括煤炭、天然气、石油和其他气体;约20%来自核能;约18%来自可再生能源。

而大多数城市中，仅有约15%的电力来自可再生能源。风能和太阳能等可再生能源，仅在一天中的某些时间段可用;绿色的全天候电能所需的许多技术尚未完全就绪。

“绿色”电网尚需更多清洁能源。普林斯顿大学工程学教授杰西·詹金斯认为，这其中可能包括巨型电池、核能和地热能，以及氢燃料，甚至包含天然气与碳捕获技术的结合。但是，这些清洁能源所需的技术要么尚未准备好广泛使用，要么价格昂贵，以至于成本过高。

新上任的美国总统拜登承诺，美国将在2035年消除来自电网的所有碳排放。这是一项艰巨的任务，但如果在清洁能源方面进行巨额投资的话，在技术上是可行的。

即使拜登在分裂的国会中受到阻碍，他也可以与共和党人合作，促进对电网清洁化所需技术的研究和开发。

麦肯锡合伙人、在电网去碳化方面发表过有影响力论文的内斯特·塞普尔维达说：“可再生能源在过去十年中取得了长足进步，这是非常好的现象。”但他补充说，完全脱碳将需要除太阳能和风能之外的清洁能源。问题在于谁能最先提出新的解决方案，以及解决方案能否及时出现。