一組研究者提出了一個模型，用于評估現(xiàn)有太陽能和風(fēng)能場地潛在的可再生能源短缺問題，并敦促開發(fā)商在規(guī)劃未來部署時考慮相互競爭的因素的“三難困境”。

《通訊地球與環(huán)境》雜志發(fā)表的研究論文《可再生能源質(zhì)量三難困境以及同時發(fā)生的風(fēng)能和太陽能干旱》指出，雖然風(fēng)能和太陽能日趨成熟和具有經(jīng)濟競爭力，但這兩種能源仍然存在變化和間歇性。

報告補充道，在某些情況下，可再生能源干旱(定義為可再生能源發(fā)電的極端或長期減少)可能在廣大地區(qū)同時發(fā)生，并對能源系統(tǒng)產(chǎn)生影響，從而削弱投資者、公眾或政策支持。

論文指出，人們對可再生能源干旱的了解仍然有限，并提出了一種統(tǒng)計方法，利用高時空分辨率的長期序列數(shù)據(jù)來識別和描述可再生能源干旱。該模型使用三類干旱——藍色、橙色和紅色——來表示現(xiàn)有電力系統(tǒng)面臨的風(fēng)險。

該方法應(yīng)用于中國，這個擁有世界最大電力部門的國家。研究發(fā)現(xiàn)，與東北電網(wǎng)相連的黑龍江、內(nèi)蒙古東部、吉林和遼寧省的風(fēng)旱和太陽旱關(guān)聯(lián)性很高。同時，與相鄰的華北、華中和華東電網(wǎng)相連的天津、北京、河北、河南、江蘇和山東省的太陽旱也十分突出。

研究人員表示，該方法可以應(yīng)用于其他國家。論文稱：“研究結(jié)果可能對制定可靠的脫碳能源系統(tǒng)的產(chǎn)能擴張和運營戰(zhàn)略至關(guān)重要，該系統(tǒng)可免受風(fēng)能和太陽能干旱的危害。”

研究人員還提出了評估可再生能源場地質(zhì)量的“三難”指標(biāo)。第一，資源可用性，是目前考慮的主要因素，通過衡量場地的年產(chǎn)能來利用。

第二，資源可變性，指的是場地的穩(wěn)定性，通過其與容量系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)差來衡量。研究人員表示，這可以通過短期電池存儲來管理。

第三，資源極端性，指資源質(zhì)量在能源短缺傾向方面的表現(xiàn)。該論文稱，這一指標(biāo)可以指導(dǎo)長期儲能和其他備用資源的開發(fā)。

學(xué)者們表示，使用這三個因素可以“提高人們對可再生能源質(zhì)量的現(xiàn)有認(rèn)識，并確定可再生能源發(fā)展的‘理想’地點。”他們補充說，隨著一個國家努力實現(xiàn)脫碳，三難困境中每個方面的重要性都會發(fā)生變化，這意味著利益相關(guān)者必須在可再生能源滲透的不同水平上優(yōu)先考慮這三個領(lǐng)域之一。

研究報告指出：“在可變可再生能源滲透率較低的情況下，需要優(yōu)先考慮資源可用性;隨著可變可再生能源滲透率的提高，系統(tǒng)規(guī)劃人員必須在更高滲透率水平上優(yōu)先考慮資源可變性的屬性;而在深度脫碳系統(tǒng)中，規(guī)劃人員需要關(guān)注資源極端性的屬性。”

北京航空航天大學(xué)、北京落基山研究所、北卡羅來納大學(xué)、斯坦福大學(xué)卡內(nèi)基科學(xué)研究所、杜克大學(xué)和渥太華卡爾頓大學(xué)的研究人員參與了這項研究。