为了具有成本效益，任何能源都必须产生比其消耗的更多的能量。例如，如果开采一桶石油需要消耗另一桶石油的能量输出，石油公司就很难盈利。
风能和太阳能等可再生能源也是如此。虽然可再生能源项目在其能源和财务成本方面的前期投入占了很大一部分，但它们仍然需要在其使用寿命内收回这些成本，并且如果它们要产生净能量盈余，就必须继续产生价值。
由于风能和太阳能技术制造方面的巨大改进，这似乎不仅仅是可能的。发表在《能源与环境科学》杂志上的一项新研究发现，风能和太阳能不仅产生足够的电力以实现能源可持续性，而且还可以支持电网规模的储能。
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该研究的合著者，斯坦福大学全球气候与能源项目博士后学者查尔斯·巴恩哈特说：“我们所说的是，从理论上讲，现在从理论上讲有可能拥有一个完全基于风能和太阳能的完美世界。” 他说，可再生能源能够产生足够的剩余能量来推动自身的扩张，而不是像化石燃料那样使用现有的“库存”燃料。
斯坦福大学能源资源工程教授兼该研究的合著者莎莉·本森在该机构发布的一份新闻稿中说，虽然大多数已部署的可再生能源都产生了盈余效益，但这些效益不一定相等。
她说：“在几个月内，一台风力涡轮机产生的电力足以偿还其建造所耗费的所有能量。” “但是一些光伏发电的能量回收时间接近两年。”
储能必须是一个增长的行业
当您考虑到仅靠风能和太阳能不能提供持续、不间断的电力输出时，情况会变得更加复杂。平缓这种间歇性的一种选择是电网规模的储能，但是所有储能系统（无论是抽水蓄能、化学电池还是压缩空气）都带有自己的能源成本。
斯坦福大学的报告重点关注可再生能源和储能基础设施的这种组合。他们发现，即使增加了电网规模的储能，美国目前也有足够的剩余风能来支持72小时的储能。
他们发现，盈余幅度较小的太阳能可以维持大约24小时的备用储能。
斯坦福大学的研究助理兼该报告的主要作者迈克尔·戴尔在发布的新闻稿中说：“我们的分析表明，即使有大量的电网规模储能，当今的风能产业在能源方面也是可持续的。” “我们发现，通过减少制造太阳能光伏所需的能源量，太阳能产业也可以实现可持续的储能能力。”
当然，扩大现有可再生能源规模所需的能源取决于扩张的速度。进入电网的新风力涡轮机、太阳能电池板和电池越多，它们的能源成本就越高。
作者发现，现有的陆上风能可以维持全球风能产能当前100%的增长率，并且仍然保持能源盈余。
巴恩哈特说，在满足了扩大可再生能源和配套储能的成本之后，有多少剩余能源可供公众使用取决于许多因素。可再生能源制造成本的进一步下降和更高的能源效率将增加净能源盈余。
他说，更好的电池同样会增加盈余，尤其是在更长的时间尺度上。“社会可用的盈余量因您使用的技术而异。并非所有的储能技术都是一样的。我们发现，在某些情况下，最便宜的电池也具有最低的能源成本，但我们也看到，在许多其他情况下，它们并非如此。”
他说，与便宜的铅酸电池（仅在短暂的寿命后就必须更换）相比，抽水蓄能等低成本、长寿命的技术通常会随着时间的推移产生更大的盈余。
经环境与能源出版有限责任公司许可，转载自Climatewire。www.eenews.net，202-628-6500