在推动西部山区及更偏远地区的经济去碳化过程中，人们谈论最多的是风能、太阳能、电动汽车、氢能以及碳捕获和碳存储。电网作为相互连接的发电厂、输电线路和控制中心，维持着全国的照明，是未来碳中和电气化世界不可或缺的推动者,我们不该对其避而不谈。

洛斯阿拉莫斯国家实验室（Los Alamos National Laboratory）的能源与经济学研究员玛丽·尤尔斯（Mary Ewers）研究电网已有十多年，她表示，无论是在设计还是整体容量、存储和储备方面，未来实现碳中和需要对电网进行重大改革，因为无论是驾驶汽车还是家庭取暖，耗电量都越来越多。实现碳中和还需要科学向公众和决策者提供相关选择信息，以便他们在各个层面，从社区到各州乃至各地区，给予支持并做出最佳选择。

基于地点的解决方案

尤尔斯利用山间西部（I-WEST）能源可持续性和过渡倡议引领电能发展。I-WEST由美国能源部赞助，由洛斯阿拉莫斯国家实验室牵头，汇集了各行各业的人们，以推动向碳中和能源经济的过渡。I-WEST地区包括亚利桑那州、科罗拉多州、蒙大拿州、新墨西哥州、犹他州和怀俄明州。每个州的社区都受到了市场向新能源转型的影响。

尤尔斯表示，I-WEST是一项基于地方的倡议，致力于寻找最适合该地区的战略和技术，以减少各部门的碳排放，同时，它可以提供可靠的能源，促进就业，并推动社区繁荣。

今年下半年，I-WEST将制定初步的能源转型路线图，其中包括实现碳中和的途径，重点聚焦在氢气、二氧化碳、生物能源和低碳电力这四个主要技术领域。根据社区的意见，路线图将概述该地区人民的需求和关注点、该地区最适合部署的技术、可用于碳中和能源的资源、潜在的行业合作伙伴以及经济和政策前景。

碳中和能源系统不会增加二氧化碳排放量，它是控制气候变化至关重要的一环。

需要广泛的能源技术

尤尔斯称，I-WEST地区的电力部门每年二氧化碳排放总量达1.66亿吨，其中有1.29亿吨源于煤炭发电，3700万吨源于天然气发电。随着向碳中和电力转变，我们将需要依赖广泛的能源技术，包括家喻户晓的风能和太阳能，以及更先进的技术，例如将氢气与天然气混合，用公用事业规模的电池来储存可变的可再生能源以供按需使用，小型模块化核反应堆等。

我们需要一些使能技术来实现这些途径。碳捕获可以立即减少点源排放，实现氢生产型碳中和；公用事业规模的电池可以让可再生能源变得可靠；水处理技术可以减少能源生产用水。

其中一个关键难题就是要从烟囱排放中捕获碳并将其隔离在地质构造中，或将其用于新型混凝土等产品中。碳捕获可以减少传统化石燃料发电厂的碳足迹，并最终实现碳中和。

通过与电力生产和传输部门、工业消费者、地区和农村合作社、地方大学以及能源部实验室之间的研讨会，I-WEST已经明确了向碳中和过渡的种种挑战，并找到了最适合该区域的途径。该地区太阳能丰富，理应使用可再生能源。由于该地区资源充沛、劳动力充足以及基础设施完备，所以天然气和氢气混合成为该地区能源转型的“桥梁技术”。由于该地区拥有开采和再加工铀的能力，核能发展前景广阔。

实现这一转变的首先要平衡输电网的负载，也就是将供应与波动（可能会增加）的需求相匹配。平衡输电网的负载，其中一个难题是存储可再生能源发电，以便电网在化石燃料无法提供稳定电力的情况下处理极端事件。解决措施可以从电网规模电池入手，或采用泵水蓄能等其他选择。泵水蓄能利用风力或太阳能将大型蓄水电池组中的水不断提升高度，然后将水从高处释放。当水流过水力发电机进行发电时，重力做功。然而，水资源供应是有限的，这可能是其中一个影响因素。

地热是可再生能源的一个地域性选择，它利用西部地区的高温，在没有电网规模电池的情况下，仍然可以提供稳定的电力。虽然目前的技术和经济限制了地热能在该地区的调动使用，但正在探索和开发的新技术可以大大增加地热的使用，以实现该地区的碳中和。

同时也存在着其他挑战，例如将电力从新来源输送到最终用户的传输能力有限。另一个挑战是缺乏地域性的定价体系，这会造成向碳中和能源转变的最大影响因素，即成本。经济因素可以驱动每一个决定。部署这些新技术的许多成本将通过地方税转嫁给消费者，监管机构必须批准这些费率。这并不意味着每个人的电费都会飙升，因为电力公司通常会进行新的投资，这些投资是通过费率来支付的，但这些问题需要在各个层面采取新的解决方法。

区域性电网应对这些挑战将需要万无一失的全系统计划。在研究电网漏洞、优化其结构和运行以保持电网弹性方面，洛斯阿拉莫斯拥有数十年经验，在与该地区利益相关者合作的I-WEST计划中处于有利地位。

尤尔斯表示，这不是实现碳中和的单一技术，而是一系列的解决方案。

原标题： 碳中和的未来取决于更新制造、运输和储存电力的方式