能源可持续发展的下一步是什么？

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近年来，有很多关于可持续能源成为主流的讨论。但它尚未完全摆脱其“另类”标签。

为了实现这一目标，风能和太阳能等间歇性能源需要更好地融入电网，以解决一个难题：电网运营商和公用事业公司需要实时平衡供需。过多或过少的电力可能会导致不可预见的电压波动和服务中断。另一方面，可再生能源也可能未得到充分利用。例如，当需求最低时，夜间的风力可能会更大。

为了解决这些问题，运营商、公用事业公司和企业家正在投资一系列新举措，将可再生能源纳入电网。这就是能源可持续性的下一步——大规模推动创新，让公用事业和电网运营商接受更高水平的可再生能源发电。

政策和监管变化

分布式发电以更小、更本地化的电力供应商为特点，带来了一系列好处：系统更灵活，输电基础设施投资减少，能源损失减少，建设高成本发电厂的需求减少。对于系统的有效运行至关重要的是，所有发电来源，包括分布式发电，都能根据其提供的效益获得相应的收入。监管机构应确保电表应用（即住宅太阳能电池板）背后的行为符合网络和市场条件，并满足可追溯性和可控性条件。

有利于环境的存储技术

虽然大规模存储技术对一般电力使用的贡献非常重要，但提供微观存储的技术具有特殊重要性。小型的表后电池还可以减少从大型可再生能源和不可再生燃料储备（如天然气和煤炭）生产和储存的能源的使用。对于大型和小型存储，要注意各种可能性，包括电能存储、机械能存储、化学能存储和热能存储。

水上可再生能源

海上风电和太阳能光伏技术将继续加速海上安装。漂浮式太阳能电池板可以产生更多的电能，同时也可以遮蔽水面以减少蒸发损失。这就是为什么人们对在充满水的水库、滩涂和老露天矿中安装浮动太阳能电池板越来越感兴趣的原因。由于水比陆地冷，它们通常也具有更高的能源效率。当风电场位于公海时，可以使用更大的区域，因为视觉和声学效果非常小。因此，海上风电场的装机容量通常为几百兆瓦。

食品和太阳能农场

另一个高效且未来的趋势是农业光伏应用，即土地同时用于农业食品生产和光伏发电。农业光伏提高了土地生产力，使光伏得以扩展，同时保护了农业用耕地。

绿色氢

氢燃料电池可以储存大量能量，对气候和环境的影响非常小，非常适合运输和其他高功率应用。虽然氢是自然界中含量最丰富的元素之一，但它通常与水或碳氢化合物等其他元素结合在一起。释放氢气需要大量能源，而这些能源通常来自化石燃料。为了使氢脱碳，有必要从太阳和风中获取可再生资源，并使用替代品储存产生的氢。

以势头为基础

根据摩根士丹利（Morgan Stanley）的一项分析，2030年售出的所有汽车中有一半以上将是电动汽车。去年，世界可再生能源装机容量达到2970千兆瓦，比前一年增加了280千兆瓦。据国际能源机构（International Energy Agency）预测，未来几年清洁能源将持续增长。

气候变化需要全球范围内的脱碳和能源转型。这种转变可以创造巨大的机会，因为可再生技术的成本迅速下降、气候和能源政策及融资的变化、持续的技术进步，产生了新的可持续商业模式。

能源的未来是由创新来书写的。

关于作者

IEEE高级会员Simay Akar自2012年以来一直在太阳能和可再生能源领域工作。她在全球范围内担任过多个志愿者领导角色，包括IEEE电力与能源协会青年专业人士委员会主席，以及IEEE电力与能源协会Women in Power委员会成员。

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