縱觀人類社會的發(fā)展，尤其是工業(yè)革命以來的突飛猛進，離不開對能源的利用，然而發(fā)展程度越高，對能源的依賴程度也越高。如果像以前那樣使用化石燃料肯定不是長久之計，一是此類能源如今看尚算豐富，但始終有耗盡的一天，二是使用此類能源時產(chǎn)生的污染和氣候變化等「副作用」也不可忽視，某種程度上反而束縛了發(fā)展的腳步。

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種種原因下，成本較低又清潔環(huán)保的可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中也就越來越重要。在 2021 年 12 月，擁有 177 萬人口的南澳大利亞實現(xiàn)了利用 100% 可再生能源發(fā)電近一周。

根據(jù)能源分析師 Geoff Eldridge 的分析，在確定的六天里，該州平均 101% 的能源來自風(fēng)能、屋頂太陽能和太陽能發(fā)電場，只有一小部分能源來自天然氣，以保持電網(wǎng)的穩(wěn)定。

據(jù)清潔能源網(wǎng)站 RenewEconomy.com.au 的報道，在 156 小時的可再生能源運行期間，風(fēng)能在總能源供應(yīng)中的份額平均為 64.4%，屋頂太陽能平均為 29.5%，公用事業(yè)規(guī)模太陽能平均為 6.2 %。全球能源顧問 Wood Mackenzie 在播客 「The Energy Gang」 的最新一集也提及，澳大利亞成功地將可再生能源納入其電網(wǎng)的 24%。

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目前可再生能源中應(yīng)用最廣泛、技術(shù)較成熟的有水能、風(fēng)能和太陽能，許多國家和地區(qū)其實早就開始了此類可再生能源的利用，但要實踐并不是一件易事。

南澳大利亞地區(qū)人口并不算高，用電需求也不算大，但電力生產(chǎn)一般是集中式的，這就意味著，一個電廠要長距離輸送電量不大的電力，無法形成規(guī)模效應(yīng)。另外由于各種自然災(zāi)害，南澳大利亞的電網(wǎng)也經(jīng)常損壞，經(jīng)常斷電也導(dǎo)致了高昂的維修費用。過高的用電成本，促使州政府推動可再生能源的利用。

在過去幾年里，南澳大利亞州約有三分之一的家庭在屋頂裝有太陽能電池板。此外還有三個工業(yè)規(guī)模的太陽能發(fā)電廠，發(fā)電量約為 300 兆瓦，因此該州一半以上的電力來自風(fēng)能和太陽能。根據(jù)光伏技術(shù)顧問 Pierre Verlinden 的數(shù)據(jù)，在過去 13 年中南澳大利亞可再生能源普及率穩(wěn)步上升，每年絕對增長率為 4.5%。

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雖然南澳大利亞州實現(xiàn)了利用 100% 可再生能源發(fā)電，但在電力系統(tǒng)里，發(fā)電和用電是需要實時平衡的，目前風(fēng)能和太陽能發(fā)電廠無法 24 小時穩(wěn)定輸出電力，所以在該州的能源結(jié)構(gòu)里，除了風(fēng)能與太陽能，還是需要少部分的天然氣用于維持電網(wǎng)的穩(wěn)定。

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目前南澳大利亞安裝了四臺同步電容器，當(dāng)沒有足夠的風(fēng)能或太陽能來滿足能源需求時，可能仍需要燃氣發(fā)電機，但維持電網(wǎng)安全所需的燃氣發(fā)電量將顯著減少，降低了對天然氣電廠的調(diào)峰需求。

不過南澳大利亞的天然氣價格昂貴，如果要實現(xiàn)州政府的期望，在 2030 年實現(xiàn) 100％ 可再生能源的穩(wěn)定供電，那么來源多樣性、儲能和電網(wǎng)互聯(lián)等問題都需要解決。

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在南澳大利亞的詹姆斯敦，有一個 150 兆瓦的特斯拉大電池組，旁邊就是 315 兆瓦的霍恩斯代爾風(fēng)力發(fā)電場，因此這個大電池組也是霍恩斯代爾儲能系統(tǒng)（HPR）。

常見的儲能方式有電池、儲能飛輪、抽水蓄能和壓縮空氣儲能等，但目前電池的能量密度（每千克能源物質(zhì)中蘊含的總能量）并不高，因此這套電池組的主要作用并不是作為后備電源使用，它的主要任務(wù)是快速調(diào)頻，幫助電網(wǎng)適應(yīng)可再生能源供電的變化，再「兼職」吸收多余的風(fēng)力發(fā)電。

可再生能源的利用是社會未來發(fā)展的趨勢之一，如今還有許多需要完善的地方，但此次南澳大利亞利用 100% 可再生能源發(fā)電的記錄是一次成功的嘗試，希望在未來能看到更多這樣的成功，讓可再生能源推動人類社會更近一步的發(fā)展。

本文來自微信公眾號 “愛范兒”（ID：ifanr），作者：鄧南，36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。