布拉索斯风力发电场，位于德克萨斯州弗卢万那附近。莱斯大学的一项研究发现，建设德克萨斯州已经提出的风能和太阳能项目的一部分，可以消除该州剩余的煤电厂及其排放。根据莱斯大学工程师的最新研究，在如何有效地用风能和太阳能替代煤炭以满足该州的能源需求，同时满足环境目标方面，维基百科德克萨斯州可以成为全国的一个典范。莱斯大学乔治·布朗工程学院的环境工程师丹尼尔·科汉和高级计算机科学专业的理查德·莫尔斯领导的这项新工作使用优化建模来确定拟议的风能和太阳能项目的最低成本组合，这些项目有可能取代德克萨斯州的燃煤发电。
正如作者在发表在《可再生能源:风、水和太阳能》杂志上的论文中所说，“简单地说，它并不总是有风和阳光，但在德克萨斯州的某个地方几乎总是有风或阳光。”
科汉说，这可能使风能和太阳能取代几乎所有的煤输出，特别是如果风能和太阳能项目位于提供互补输出的位置。这篇新论文基于他实验室2018年的一项研究。
“这篇论文实际上是关于我们如何尽快摆脱煤炭，”土木与环境工程副教授科汉说。“德克萨斯州仍然比其他任何州燃烧更多的煤，排放更多的二氧化硫和其他污染物。尽管转型是不可避免的，但当务之急是我们尽快摆脱煤炭，以改善空气质量和健康。”
“清理我们用来为社会提供动力的能源是我们需要做的最重要的事情之一，”莫尔斯说，他在2020年德克萨斯州能源峰会上赢得了马尔科姆判决纪念海报竞赛，因为他在这个项目上的工作。“科汉教授宣传它是一个数学学习项目，这就是我的背景，所以能够帮助清洁能源整合项目对我来说非常有趣。”
2018年，德克萨斯州的几家大型燃煤电厂关闭，大多数剩余的电厂都在远低于产能的情况下运行，包括2021年2月冻结期间的停电。该小组的研究发现，到2020年6月，已经向德克萨斯州电力可靠性委员会提出的风能和太阳能项目中，只有三分之一可以取代该州几乎所有的煤炭发电。自2020年6月以来，已经建成了几十个这样的项目，拟议中的太阳能项目也增加了一倍。
风能和太阳能成功的关键是扩大输电线路，将该州风力最大、阳光最充足的地区连接到城市。
“在德克萨斯州，这是减缓风能和太阳能发展的最大瓶颈，”科汉说。“去年通过的两党基础设施法案是一个良好的开端，但没有足够的资金用于传输。此外，由于没有连接到其他电网，德克萨斯州错过了向其他州出售剩余风能和太阳能的机会。”
Cohan指出，天然气在短期内将继续对德克萨斯州的电力可靠性至关重要，特别是在ERCOT努力从2021年的冻结中恢复过来的时候。然而，风能和太阳能农场的互补选址可以减少对天然气和存储的需求，并消除对煤炭的需求，他说。该研究表明，来自西德克萨斯州的风力往往在夜间达到峰值，而南德克萨斯州的风力则在夏季下午和晚上随着海风达到峰值。加上白天的太阳能，这些补充能源可以覆盖一年中的大部分时间，但不是所有时间。
“即使有了补充选址，仍然会有几个小时没有阳光，没有风，”科汉说。“从历史上看，主要的挑战是夏天的下午，空调开到了最大，偶尔会有深度结冰。太阳能和沿海风能在夏季高峰期表现良好，但在某些晚上可能会有间歇，这时我们需要其他东西来发挥作用。”
他说，从德州电网中清除煤炭只是一个时间问题。“我认为没有一家电力公司想长期经营煤电厂，”科汉说。“它们比从零开始建设风能和太阳能项目更脏，运营成本也更高，大多数公用事业公司现在都计划到2050年实现净零碳排放，如果不是更早的话。
“也许正因为如此，他们没有投资升级他们的煤电厂，其中许多已经超过40年，效率不是很高，”他说。
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