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加州高普及率光伏和电动汽车的生命周期碳排放和能源影响
摘要：加州已制定了两个雄心勃勃的目标，旨在在未来几十年实现高水平的脱碳，即 (i) 到 2030 年和 2045 年分别使用可再生能源 (RE) 技术生产 60% 和 100% 的电力，以及 (ii) 到 2030 年引入至少 500 万辆零排放汽车 (ZEV)，作为到 2035 年所有新车均为 ZEV 的第一步。此外，在加州，光伏 (PV) 与锂离子电池 (LIB) 存储相结合以及电池电动汽车 (BEV) 分别是新 RE 装置和新 ZEV 最有希望的候选者。然而，有人担心同时实现这两个目标可能会对电网的稳定性产生负面影响，从而影响其整体能源和碳排放性能。本文基于原始电网平衡模型，结合历史每小时调度和需求数据以及未来对 BEV 充电每小时需求的预测，通过提供全面的生命周期碳排放和能源分析来解决这些问题。本文评估了五种不同的情景，结果明确表明，未来加州 80% 的可再生能源电网组合不仅能够应对 BEV 带来的增长需求，而且可以实现低碳排放（<110 g CO 2-eq /kWh）和令人满意的净能源回报（EROI PE-eq = 12–16）。
学术快报可再生能源：太少，太晚，......
世界需要更多的可再生能源 (RE)，因为最终易于获取的化石燃料将会枯竭。可再生能源还可以大大减少与能源相关的二氧化碳排放，但它们是否可以被恰当地称为“零碳”能源则是另一回事。目前，化石燃料 (FF) 仍然主导着世界能源供应：2019 年，可再生能源仅提供了所有商业能源的 11.2%，核能提供了 4.3%，其余 84.5% 由化石燃料提供 [1]。甚至核工业也不认为核电在未来几十年会大幅增加其市场份额。可再生能源的支持者认为，它不仅可以迅速取代化石燃料，还可以促进经济增长。其他人不同意；这篇短文试图解决这个问题。它通过设想一个 100% 的能源由可再生能源提供的未来世界来实现这一点。首先，介绍一下这个论点的背景。显然，任何能源项目要想有意义，其输出的能量必须大于生产所需材料、建造设备、运行和维护设备以及最终在使用寿命结束时拆除设备所消耗的能量之和。输出能量与输入能量之比称为能源投资回报率 (EROI)，必须大于 1，或者对于某些能源分析师来说，大于 5 甚至更大 [2]。正如可再生能源倡导者正确指出的那样，目前，FF 无需为处理燃烧产生的二氧化碳排放而付出能源（或金钱）代价。实现这一目标的一种方法是捕获燃烧产生的二氧化碳废气并将其深埋在地下。问题在于，一些可再生能源来源（例如热带水力发电厂）也会直接排放一些温室气体，所有可再生能源来源都会在开采必要材料和制造风力涡轮机等可再生能源设备时间接排放这些气体。如果可再生能源要真正实现环境可持续，就必须花费额外的能源来处理采矿废物，并且对于 FF 来说，还要消除二氧化碳排放。