近年来，全球各国关于发展可再生能源的讨论一直热度不减，但它始终没能摆脱作为常规能源“替代者”的标签——作为不稳定的间歇式能源，可再生能源不仅很难得到充分利用，而且很难满足实时的供需平衡，其不稳定的电力供应常常会导致不可控的电压波动或用电服务中断。

对此，IEEE电力与能源协会青年专业人士委员会主席、IEEE高级会员Simay Akar认为，通过技术创新以解决上述问题，让电网能够使用更高质量的可再生能源发电，是助力能源可持续发展的关键。Simay Akar在本文中进一步分享了她的相关专业见解。

从蔚蓝大海到田间地头，可再生能源的更多可能

未来，海上漂浮式光伏电站技术的加速发展，将能帮助我们更高效率地利用水上空间和资源优势进行可再生能源的生产。通过在水面上建立太阳能电池板的漂浮式光伏电站有诸多优势：不仅可以解决传统陆地光伏发电站占地面积大的问题，且因为海水比陆地温度更低，海上发电通常具有更高的能源效率；此外，在可以产生更多电力的同时，通过海上发电装置遮蔽水面，能有效减少水源的蒸发损失以抑制藻类繁殖，对水资源也起到了一定的保护作用。

另一个能源高效应用的发展趋势便是农业光伏应用，即将土地同时用于农产品生产和光伏发电。该技术拥有较强的普适性，它不仅能服务于种植业，还能够满足林业、畜牧业、渔业等诸多领域的需求。农业光伏的应用不仅提高了土地生产率，还能同时为当地提供低成本清洁能源，有助于农业的可持续发展。

除了已被广泛应用的太阳能和风能之外，氢能在能源零碳转型中也扮演着重要角色。氢燃料电池不仅可以储存大量的能量，且对气候和环境的影响非常小，使其可以作为交通运输和其他高功率应用的理想能源选择。虽然氢是自然界中最丰富的元素之一，但它通常与其他元素（如水或碳氢化合物）“锁定”在一起，因此“解锁”氢气的过程中也需要用到大量的能量，而这些能量通常来自化石燃料。要想获得真正意义上的“绿氢”，则需要在氢气的制取和储存过程中也运用到清洁能源。

因地制宜，更高效的能源生产及储存

除了从“原料”角度进行技术创新，可再生能源的生产方式也是有待技术优化的一大方向。在负载端或靠近用电现场配置较小的发电机组的分布式发电就是一种有前景的的能源生产方式。这种规模更小、更本地化的电力供应方式具有一系列好处：它不仅能减少对输电基础设施的投资，取代建造高成本发电厂的需求，还能通过更灵活的系统降低能源在传输过程中的损耗。

在高效生产之外，有效储能便是下一步有待解决的难题。虽然大规模电力存储技术对一般用电的贡献不可否认，但小规模储能的技术仍具有特殊的重要性。小型用户侧的储电可以减少从大型燃料储备中传输能源进行使用的需求。此外，无论是对于大规模还是用户侧电力存储，都需要考虑更多类型能源储存的可能性，比如电能储能、机械储能、化学能储能或热能储能。

据国际能源机构（International Energy Agency）预测，未来几年可再生能源将持续增长，气候变化也对全球范围内的脱碳和能源转型提出愈加迫切的需求，我相信，科技创新会是书写能源未来更多可能的有力答案。

关于作者

Simay Akar，IEEE高级会员，自2012年以来一直在太阳能和可再生能源领域工作。她在全球范围内担任过多个志愿者领导角色，包括IEEE电力与能源协会青年专业人士委员会主席，以及IEEE电力与能源协会Women in Power委员会成员。