為了具有成本效益，任何能源都必須產生比其消耗的更多的能量。例如，如果開採一桶石油需要消耗另一桶石油的能量輸出，石油公司就很難盈利。
風能和太陽能等可再生能源也是如此。雖然可再生能源專案在其能源和財務成本方面的前期投入佔了很大一部分，但它們仍然需要在其使用壽命內收回這些成本，並且如果它們要產生淨能量盈餘，就必須繼續產生價值。
由於風能和太陽能技術製造方面的巨大改進，這似乎不僅僅是可能的。發表在《能源與環境科學》雜誌上的一項新研究發現，風能和太陽能不僅產生足夠的電力以實現能源可持續性，而且還可以支援電網規模的儲能。
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該研究的合著者，斯坦福大學全球氣候與能源專案博士後學者查爾斯·巴恩哈特說：“我們所說的是，從理論上講，現在從理論上講有可能擁有一個完全基於風能和太陽能的完美世界。” 他說，可再生能源能夠產生足夠的剩餘能量來推動自身的擴張，而不是像化石燃料那樣使用現有的“庫存”燃料。
斯坦福大學能源資源工程教授兼該研究的合著者莎莉·本森在該機構釋出的一份新聞稿中說，雖然大多數已部署的可再生能源都產生了盈餘效益，但這些效益不一定相等。
她說：“在幾個月內，一臺風力渦輪機產生的電力足以償還其建造所耗費的所有能量。” “但是一些光伏發電的能量回收時間接近兩年。”
儲能必須是一個增長的行業
當您考慮到僅靠風能和太陽能不能提供持續、不間斷的電力輸出時，情況會變得更加複雜。平緩這種間歇性的一種選擇是電網規模的儲能，但是所有儲能系統（無論是抽水蓄能、化學電池還是壓縮空氣）都帶有自己的能源成本。
斯坦福大學的報告重點關注可再生能源和儲能基礎設施的這種組合。他們發現，即使增加了電網規模的儲能，美國目前也有足夠的剩餘風能來支援72小時的儲能。
他們發現，盈餘幅度較小的太陽能可以維持大約24小時的備用儲能。
斯坦福大學的研究助理兼該報告的主要作者邁克爾·戴爾在釋出的新聞稿中說：“我們的分析表明，即使有大量的電網規模儲能，當今的風能產業在能源方面也是可持續的。” “我們發現，透過減少製造太陽能光伏所需的能源量，太陽能產業也可以實現可持續的儲能能力。”
當然，擴大現有可再生能源規模所需的能源取決於擴張的速度。進入電網的新風力渦輪機、太陽能電池板和電池越多，它們的能源成本就越高。
作者發現，現有的陸上風能可以維持全球風能產能當前100%的增長率，並且仍然保持能源盈餘。
巴恩哈特說，在滿足了擴大可再生能源和配套儲能的成本之後，有多少剩餘能源可供公眾使用取決於許多因素。可再生能源製造成本的進一步下降和更高的能源效率將增加淨能源盈餘。
他說，更好的電池同樣會增加盈餘，尤其是在更長的時間尺度上。“社會可用的盈餘量因您使用的技術而異。並非所有的儲能技術都是一樣的。我們發現，在某些情況下，最便宜的電池也具有最低的能源成本，但我們也看到，在許多其他情況下，它們並非如此。”
他說，與便宜的鉛酸電池（僅在短暫的壽命後就必須更換）相比，抽水蓄能等低成本、長壽命的技術通常會隨著時間的推移產生更大的盈餘。
經環境與能源出版有限責任公司許可，轉載自Climatewire。www.eenews.net，202-628-6500