研究发现 城市可以效仿斯坦福大学的能源转型 以经济的方式减少二氧化碳排放

的一项新研究发现，通过对现有能源业务进行一些改变，斯坦福大学可以在其他可以从中受益的大型校园、城镇甚至城市中进一步减少碳足迹和成本。

在过去的几年里，斯坦福大学通过电加热系统改造了能源基础设施，用电网取代了燃气发电厂，创建了一个独特的回收热量的系统，建造了大型储罐来储存冷热水，并建造了太阳能发电厂。斯坦福大学的能源系统创新项目使校园的温室气体排放总量减少了68%，使系统的运营成本从4.25亿美元减少了35年以上。

现在，一份发表在《能源和环境科学》杂志上的新研究报告提出了一个路线图，以扩大斯坦福大学的这些好处，并将其转化为其他校园和社区。如果被广泛采用，这种研究方法可以帮助维持电网的可靠性，因为电网越来越依赖于间歇性可再生能源。

斯坦福大学的储热罐可以提供半天的供热和制冷供应，这意味着它们可以作为电池来储存多余的能量，减少碳排放。笔者发现，当电网充满可再生能源时，校园可以最大限度地购买电力，尤其是那些时段的电加热和冷却水。研究表明，到2025年，该协议可以将大学供暖和制冷的碳排放量再减少40%。

“现在，大规模蓄热是非常现实的选择。”它可以为未来的电网提供可负担性和灵活性，”该论文的首席研究员、斯坦福大学能源和资源工程教授兼能源研究所联合主任萨莉本森说。碳感知调度

建筑物的供暖和制冷是气候方程式的重要组成部分。仅供暖建筑就占全球能源供应的13%左右，属于碳密集型。许多专家建议，应该采用低碳密度的建筑供暖和制冷，作为应对气候变化的一种方式。然而，“由于涉及大量能源，加热和运输的无控制电气化将使电网不稳定，特别是因为更多的电力来自间歇性的太阳能和风能，”该研究的主要作者雅克德查伦达说。

正如de Chalendar所说，“碳感知调度”可以帮助保持照明，并充分利用可再生能源。在加州和其他有可再生能源需求的阳光充足的州，有存储能力的大客户可以在太阳能充斥市场的中午购买电力。“在其他地方，类似的机会可能发生在晚上，例如，如果夜风充足，电网的碳含量就会减少，”德查伦达尔说。

除了有助于以经济的方式实现气候目标，将灵活使用高可再生能源供应的电力转移到几个小时还有其他好处。它帮助电网运营商完成精确平衡源和汇的基本任务。此外，它还改善了可再生能源发电投资者的财务结果，他们可以从需求转移中获得相对较高的价格。

然而，本森说，“尽管排放效益显而易见，但批发电价结构需要改变，以使碳意识调度对大多数客户具有经济吸引力。”大客户通常有两部分。一个是他们使用的总电量。另一种是按需收费，这是基于他们在一个月内的峰值用电量。当可再生能源发电量较高时，碳感知调度需要最大化功耗。这将增加需求的成本，这可能是重要的。

本森说：“现在很明显意识到碳意识调度的好处。“我们需要设计一种速率结构，以便在最干净的时候最大化功耗。”斯坦福作为一个活的实验室

虽然电加热、蓄热和碳感应调度的结合在哪里都行不通，但是发现这种方法在很多情况下都能正常工作。如果是这样的话，储热比传统电池有很大的优势。包括管理科学与工程教授彼得格林(Peter Glynn)在内的研究人员发现，储热的成本约为目前大型电池成本的15%。此外，储热罐的使用寿命远远超过电池。

在斯坦福大学的中央能源设施中，两个较大的水箱装有冷水，较小的水箱装有热水。De Chalendar正在与其他大学合作，为他们的供暖系统供电并进行优化。斯坦福大学可持续发展和能源管理执行主任约瑟夫斯塔格纳(Joseph Stagner)表示，与此同时，其他研究生也有基于独特系统的独立研究项目。

“斯坦福大学不仅仅是一所大学。”“这也是一个活的实验室，”斯塔格纳说我们已经证明，通过清洁电气化使供暖部门脱碳既可行又经济。我们很高兴其他实体可以使用这些信息来改善他们的能源系统。“这项研究对公共政策和向用户收取的电费有影响。

“我们需要开始意识到社区解决方案的价值，加上足够的太阳能、储热能力和电网碳定价，”加州公共事业委员会前成员、斯坦福大学Precourt分院成员Dian Grueneich说。研究所。Grueneich没有参与这项研究。斯坦福大学的全球气候和能源项目和国家电网研究生奖学金通过斯坦福大学的BitsWatts计划得到了这项研究的支持。