如果美国像当年建设州际高速公路系统那样，在未来 15 年内大力扩张太阳能和风能技术，那么发电产生的二氧化碳排放量可以减少 78%。
这是美国国家海洋和大气管理局（NOAA）周一发表在《自然气候变化》上的研究得出的结论。该研究表明，连接全国风能和太阳能发电场的跨大陆输电线路新系统是大幅减少美国发电厂排放的关键。
NOAA地球系统实验室的退休主任、该研究的主要作者亚历山大·麦克唐纳（Alexander MacDonald）表示，天气发生在大尺度范围内，任何捕获阳光和风能的系统都必须以与之匹配的规模建造。麦克唐纳说，建立这样一个系统就像建设一个新的州际高速公路系统，但由于气候变化，风险更高。
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“现在有机会开始非常认真的（排放）减缓工作，这就是这项研究的结论，”麦克唐纳说。“风能和太阳能太不稳定，或者风能和太阳能太昂贵，或者我们必须等待突破的想法，这项研究表明这些都不是真的。”
发电，主要来自燃煤发电厂，是全球造成气候变化的最大二氧化碳排放来源。发电厂约占美国温室气体排放总量的 31%。奥巴马政府在《清洁电力计划》下的气候目标是到 2030 年将发电厂的排放量在 2005 年的基础上减少 32%。
从化石燃料转向可再生能源被认为是现有电网面临的挑战，因为现有电网并非为处理太阳能和风能而建。可再生能源只有在阳光照射和风吹时才会间歇性地流入电网。电池被认为是解决该问题的一种方案，因为它们可以在阳光充足或风力强劲时储存电力，然后在夜间或天气平静时将电力释放到电网中。
NOAA 团队的研究表明，可能不需要电池就能充分利用风能和太阳能。关键是在一天中的任何时候，将可再生能源放置在最佳位置以利用风能和太阳能。
该团队使用复杂的计算机模型来模拟产生稳定可再生能源流的理想系统。结果是一个全新的跨大陆高压输电线路系统。
风能和太阳能发电厂将遍布美国各地，并由现有的核电和水电厂以及一些天然气发电厂补充。每个发电厂都将接入新的直流电网，从而允许电力在各个区域之间流动。
研究指出，“随着互联系统规模的扩大，风能和太阳能（光伏）发电量也会增加”。“随着区域的扩大，电力成本会降低，因为系统可以获得更多偏远的丰富资源。”
新的系统将以每千瓦时 10 美分的价格输送可再生能源，到 2030 年，在假设届时可再生能源的成本将低于天然气发电的情况下，可以将碳排放量降至 1990 年水平的 78% 以下。如果可再生能源的成本仍然高于天然气，那么到 2030 年，排放量将减少较少——33%——成本为每千瓦时 8.6 美分。2012 年的电价为每千瓦时 9.4 美分。
在另一篇论文中，斯坦福大学土木工程教授马克·雅各布森（Mark Z. Jacobson）与NOAA的研究无关，他写道，没有其他研究在不使用储能方法的情况下考虑风能和太阳能的局限性。NOAA的研究“推动了极限”，表明现有的可再生能源技术与新的输电线路可以几乎消除化石燃料电力及其排放，从而使美国的气候目标触手可及，他说。
特拉华大学碳无排放电力集成中心主任杰里米·费尔斯通（Jeremy Firestone）也与这项研究无关，他说，这项研究表明，美国可以轻松实现《清洁电力计划》中要求的碳排放量削减目标，而且政府对电力传输的投资可以在不给碳定价的情况下在减排方面取得很大进展。
费尔斯通说，这种系统不太可能在 2030 年之前建成，因为可能反对可再生能源输电系统的州对它的建设方式和地点有太多的控制权。
本文经气候中心许可转载。这篇文章于2016年1月25日首次发表。