脱碳和电气化需要改造电网。我们的发电和存储容量进入和退出的长期模型捕捉到了电力行业的关键方面,例如电力的时变需求、可再生能源的间歇性以及存储的跨期优化。我们得出了几种与短期直觉有惊人差异的理论可能性:碳税可以增加电力消耗;更便宜的存储可以减少可再生能源容量;更便宜的可再生能源可以增加碳排放;电力需求的增加(例如电气化)可以减少排放。我们使用 2019 年美国本土十三个地区每小时的需求和可再生能源可用性数据来校准该模型。碳价为 150 美元或更高基本上可以消除碳排放。在适度的脱碳目标下,可再生能源补贴的表现优于核补贴,但对于雄心勃勃的脱碳目标,这一排名则相反。如果可再生能源成本下降到足够低,输电扩张将大幅减少排放,但促进存储的政策不太可能产生显着的收益。如果在夜间对汽车充电,则 100% 的汽车行驶里程都实现电气化(从而消除汽油汽车的碳排放)将使电力行业的碳排放量增加 23-27%,但如果在白天对汽车充电,则可以减少电力行业的碳排放量。
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