德州“茶”变成德州“E”?

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点。


2010年2月28日下午1点,令人震惊的是,德克萨斯州使用的电力中有22%来自风力发电。如今,德克萨斯州拥有超过10,000兆瓦(MW)的风电装机容量,超过了风电装机容量排在其后的三个州(艾奥瓦州、加利福尼亚州和华盛顿州)的总和。在一年内,这些可再生能源兆瓦将满足德克萨斯州5%的电力需求。“孤星之州”正在迅速成为“绿色之星州”

虽然我们通常会从其丰富的石油和天然气资源(老牌“德州茶”)的角度来看待德克萨斯州,但该州也拥有丰富的可再生电力能源,包括太阳能、风能和地热能(新的德州“E”)。在过去的十年中,该州通过全州可再生能源组合标准(RPS)鼓励使用这些资源。这项标准推动德克萨斯州成为全国风力发电的领导者,其装机容量足以为近三百万户家庭供电

德克萨斯州正在迅速而悄然地成为全国绿色电力的领导者。但是,为什么这种情况会发生在德克萨斯州?是什么让德克萨斯州如此独特?


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其中一个主要原因可能在于德克萨斯州的电网。

每天,电子沿着遍布美国的电线网络大规模迁移,以确保当您拨动开关时,灯会亮起。电网——由输电线路和配电线路组成——负责每年在美国大陆范围内输送近三拍瓦时 (pWh) 的电力。这相当于全年每天给您的汽车油箱加九百多万次油的能量。这些电子提供的能量中有超过 14% 在德克萨斯州被使用,这促使该州成为全国能源总消耗量的领导者。美国电力公司在上个世纪建立了电网,最初是连接城市与当地小型发电厂的电线。后来,《乡村电气化法案》通过数十万英里的新电线将电力带到了美国农村。如今,我们国家拥有一个电网,其中包括超过 160,000 英里的输电线(您在路边看到的巨大银色塔架)和数百万英里的配电线路,将电力输送到您家门口。

在电网发展的整个过程中,各州与邻州的联系越来越紧密。但德克萨斯州除外。以独立著称的“孤星之州”是美国本土 48 个州中唯一拥有自己电网的州。

现代美国大陆电网分为三个互联区域:东部、西部和德克萨斯州。“德克萨斯州互联电网”由德克萨斯州电力可靠性委员会(ERCOT)监管,是一个独立的电网,满足该州85%的电力需求。与其他 47 个美国本土州不同,ERCOT 的区域仅通过少量高压线路与邻近区域物理连接,这有助于保护德克萨斯州免受邻近区域的停电和系统中断的影响(反之亦然)。

德克萨斯州电网本身将该州 200 多家发电厂和风力发电场与购买这些设施提供的电力的客户连接起来。德克萨斯州电网的自包含性允许进行自包含监管,因为州内活动不受联邦能源监管委员会(简称 FERC)的监管。德克萨斯州人可以快速决定对其输电基础设施进行升级和扩建。2008 年,德克萨斯州承诺投入 50 亿美元用于“竞争性可再生能源区”(CREZ)输电线路——旨在获取该州最丰富的风力资源。

从更大的背景来看,这种独立性意味着,如果德克萨斯州人想了解一种新的能源技术在电网系统中的表现,或者他们想测试他们可以在电网上投入多少可再生能源的极限,他们可以在没有华盛顿批准的情况下这样做。德克萨斯州在电网监管迷宫中的独立性造就了一个超过 1 亿英亩的试验实验室,整个国家都可以从中受益——而且已经从中受益。

结果:2010年2月28日,新的德州“E”的使用量激增。而德克萨斯州并没有止步于此。

德克萨斯州继续扩大其风力发电和其他可再生能源发电能力,并且在较小规模上,该州已成为美国的端到端清洁能源实验室。“皮坎街项目”(Pecan Street Project)将在一个占地 711 英亩、约有 10,000 名居民的开发项目中,研究消费者如何使用电力以及新的高效能源技术如何在基于电网的系统中工作,但这与典型的本生灯和通风橱实验室截然不同。这些个人和家庭居住在 4,600 栋独栋住宅、公寓和公寓楼中。

这些住宅中有 25% 是为符合经济适用房计划的家庭预留的。该地点还有戴尔儿童医院、家得宝以及一个满是咖啡馆和商店的中心。这个项目最棒的部分是——吸取的教训将与全国其他地区分享。

自从斯平德托普油田的发现开启了德克萨斯州的石油繁荣以来,一个多世纪之后,我们正在进入一个以德克萨斯州“E”繁荣为标志的新世纪。德克萨斯州向可持续电网的快速推进将使该州在电动汽车、高效制造、可再生能源发电扩张和端到端能源管理等技术领域保持领先地位。德克萨斯州拥抱“E”的宏大愿景使其能够继续保持作为我们国家能源之都的地位。

1. 假设:汽油 = 116,090 英热单位/加仑,电力 = 3,412 英热单位/千瓦时,油箱 = 24 加仑

图片来源: 摄影:玛丽·克里斯坦伯里·洛特 (Mary Christenberry Lott)

关于作者:梅丽莎·C·洛特 (Melissa C. Lott) 是德克萨斯大学奥斯汀分校机械工程和公共事务专业的双学位研究生。她的工作包括在能源系统研究领域将工程学和公共政策独特地结合起来。梅丽莎曾在 YarCom, Inc. 工作六年,担任能源系统和系统设计工程师和顾问。她曾为奥巴马政府的能源部和白宫环境质量委员会工作。她毕业于加州大学戴维斯分校,获得生物系统工程理学学士学位。梅丽莎还是博客 “全球能源问题:我们生活中的能源与环境”的作者。

 

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