乔·拜登总统呼吁主要清洁能源投资作为遏制气候变化和创造就业机会的一种方式。9月8日，白宫发表报告由美国能源部（U.S.Department of Energy）生产，该部门发现，到2050年，太阳能发电量将占美国电力供应的45%，而相比之下今天不到4%. 我们采访了得克萨斯大学奥斯汀分校能源技术和政策研究人员Joshua D. Rhodes，为实现这一目标，将采取什么措施。
为什么如此关注太阳能？
能源部的太阳能期货研究为美国电网规划了三条未来路径：一切照旧；脱碳，意味着向低碳和无碳能源的大规模转变；以及脱碳和全经济范围内由化石燃料驱动的活动电气化。
报告得出结论，后两种情况将需要约1050-1570千兆瓦的太阳能，这将满足2050年预期电力需求的44%-45%。从长远来看，1千兆瓦的发电量相当于约310万块太阳能电池板或364台大型风力涡轮机.
其余的将主要来自其他低碳或零碳能源的混合，包括风能、核能、水电、生物能源、地热和使用氢等零碳合成燃料的燃烧涡轮机。储能系统，如大型高容量电池装置，也将以与太阳能大致相同的速度扩张。
与其他许多低碳技术相比，太阳能的一个优势是美国大部分地区阳光充足. 风能、水电和地热资源的分布并不均匀：在很多地区，这些资源贫乏或根本不存在。
更多地依赖特定地区的技术将意味着在资源最丰富的地方极其密集地开发这些技术。这还需要修建更多的高压输电线路，以便将电能远距离输送，这可能会增加成本，并引起土地所有者的反对。
到2050年，美国45%的电力来自太阳能，这可行吗？
我认为这在技术上是可能的，但并不容易。这将需要加速和持续的部署，其规模远大于美国迄今为止所取得的成就，即使是太阳能电池板的成本大幅下降. 一些地区已经达到这个增长速度，尽管起点较低，而且通常不会持续很长时间。
太阳能未来研究估计，到2050年，全国45%的电力来自太阳能，需要部署约1600千兆瓦的太阳能发电。这比目前的103千兆瓦增加了1450%今天安装在美国. 对于透视图，关于1200千兆瓦的发电能力所有类型的电力都在美国电网上。
该报告假设这一新太阳能发电量的10%-20%将用于家庭和企业。其余的将是大规模的公用事业部署，主要是太阳能电池板，加上一些使用镜子将太阳反射到中央塔的大型太阳能热系统。
假设公用事业规模的太阳能发电大约需要每兆瓦8英亩，这项扩建将需要约1020万至1150万英亩的土地。那是一个区域大致相当于马萨诸塞州和新泽西州的总和，尽管它不到美国总面积的0.5%。
我认为这样的目标是值得设定的，但随着时间的推移，最好重新评估，以确保它们代表了最谨慎的道路。
最大的障碍是什么？
在我看来，最大的挑战是推动如此大规模的变革需要持续的政治意愿。其他问题也可能减缓进展，包括多晶硅等关键太阳能电池板材料的短缺,贸易争端和经济衰退. 但工程挑战是可以理解的，而且相当简单。
天然气、煤炭和石油几乎提供了能源一次能源投入的80%2020年对美国经济的影响，包括发电。用低碳能源替代大部分能源还需要对大多数美国主要能源公司进行重组。
除非联邦能源管理委员会（Federal Energy Regulatory Commission）等机构有权批准新的输电线路，否则这种扩张几乎是不可能的。
这种转变可能会遇到阻力，尽管一些能源公司已开始采取行动那样扩展. 拜登政府计划使用清洁电力支付计划，该条文载于3.5万亿美元预算计划待国会批准，以鼓励电力公司无碳能源发电.
像本solar报告这样的研究还假设，许多支持性基础设施对于实现他们的场景是必不可少的。根据太阳能未来研究，美国必须将其电力传输能力扩大60%-90%，以支持其设想的太阳能部署水平。
在美国，建设长距离输电线路非常困难，尤其是当它们跨越州际线路时，这是非常困难的大规模部署太阳能需要什么. 除非某些机构，如联邦能源管理委员会，有权批准新的输电线路，这种扩张几乎是不可能的。
一个潜在的解决方案是获得牵引力：沿着邻近的现有路权修建输电线路公路和铁路线，从而避免了需要获得众多私人土地所有者的同意。
为了支持如此多的太阳能，当前的系统必须如何改变？
我们的电力系统目前约有59%的电力来自电力煤和天然气. 这些资源一般是,，虽然不总是这样，按需提供。这意味着，当公用事业客户的电灯或空调需要更多电力时，公司可以要求这些类型的工厂增加产量。
向以可再生能源为主的电网转型将要求公用事业和能源监管机构重新考虑供需匹配的旧方式。我认为未来的电网将需要更高水平的输电、储能和项目，以鼓励客户将用电时间转变为用电最充足和最经济的时期。这还需要北美地区电网之间进行更大程度的协调，而这些电网目前还没有很好地配置远距离无缝传输电力.
所有这些都是可行的，如果美国选择依赖太阳能密集型脱碳电网以经济高效地满足未来需求，那么这些都是必要的。
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