在寻求实现净中性气候影响的过程中，许多公司寻求从清洁能源购买额外的电力，试图消除目前由化石燃料为主的电网运行所产生的排放。
然而，普林斯顿大学主导的一项研究发现，在美国，购买清洁能源的一些最常见策略对减少长期碳排放几乎没有影响。然而，有一种方法，即公司每小时购买清洁能源以匹配其实时能源消耗，可以产生实质性的效果。
这种方法被称为时间匹配、小时匹配或24/7无碳电力采购，是普林斯顿大学团队研究的唯一一种持续降低全系统排放的策略。他们的分析“自愿无碳电力采购策略的系统级影响”发表在《焦耳》杂志上。
另一方面，研究小组发现，当今最常见的采购策略——被称为体积匹配或年度匹配——在减少美国的长期排放方面几乎完全无效
在体积匹配方法中，公司可以通过简单地计算其年度总能耗并采购足够的清洁能源来实现完全脱碳，而不考虑实际生产时间。
安德林格能源与环境中心(Andlinger Center for Energy and the Environment)机械与航空航天工程助理教授杰西·詹金斯(Jesse Jenkins)说:“企业正面临越来越严格的报告要求，以支持它们的排放声明。”
詹金斯指出，2023年通过的一项加州法律将要求所有收入超过10亿美元的公司从2026年开始报告其全部排放足迹，包括购买电力的排放。新的联邦税收抵免还要求清洁氢和可持续航空燃料生产商可靠地展示其排放足迹。
他说:“温室气体核算已经开始产生实际的法律和财务后果。”“这已经不仅仅是营销宣传了。”
另一种被称为排放或碳匹配的新兴采购策略，即采购清洁能源以抵消买方用电所产生的总碳排放，同样对减少美国的长期排放几乎没有影响
第一作者、清华大学能源互联网研究所研究员徐庆宇说:“在我们承诺采取任何采购方法之前，我们需要进行分析，以确保它能有效地降低排放。”徐庆宇在与詹金斯一起做博士后研究时完成了大部分研究。“在这项研究中，我们测试了一些通常提出的采购方法是否能支持他们的排放声明。”
研究报告的合著者、机械和航空航天工程研究生威尔逊·里克斯(Wilson Ricks)说，研究小组的发现反映了最近太阳能和陆上风能等清洁能源技术的成本下降。
瑞克斯说，由于持续的政策激励和早期自愿购买者的支持，太阳能和风能项目现在是新能源建筑中最经济的选择之一，与化石燃料能源相竞争，而且往往超过化石燃料能源。
虽然这是可再生能源技术地位的胜利，但廉价可再生能源的一个副作用意味着，新的企业或机构从太阳能和风能项目购买电力的协议，在推动长期、全系统减排方面的影响越来越有限。
当新的太阳能和风能项目比基于化石燃料的能源项目更昂贵时，这些自愿协议是有效的，因为一家公司的支持允许在化石燃料是默认选择的地方建设清洁能源项目。然而，随着清洁能源项目日益成为默认的能源选择，很难证明一家公司的支持产生了任何变革性的影响。
“传统清洁能源采购方法背后的普遍假设是，当你采购一定量的清洁能源时，你就能有效地抵消等量的化石能源，”里克斯说。
但随着清洁能源越来越便宜，越来越具有市场竞争力，这种假设越来越不成立。相反，你的太阳能项目不是与化石燃料发电竞争，而是与其他可能在他们的位置上建造的太阳能项目竞争。”
例如，在体积匹配方法下，一家公司宣称净零排放的最具成本效益的方法几乎完全依赖于购买足够廉价的太阳能或风能来满足其年度能源消耗。然而，如果人们设想一个交替的时间线，在这个时间线中，该公司从未支持过这些清洁能源项目，那么这些项目中的大多数都会找到另一个买家，并无论如何都要建设起来，因为太阳能和风能已经成为新能源项目中最便宜的选择。
发射匹配遇到了与体积方法类似的绊脚石。在排放匹配下，公司将根据每兆瓦时发电或消费的碳排放影响进行匹配，而不是以兆瓦时对兆瓦时的基础将能源消耗与清洁能源采购配对。
例如，如果一家公司的能源需求导致加利福尼亚州的天然气发电机启动，他们可以支持怀俄明州的一个风能项目，通过避免启动燃煤发电厂，该项目将“抵消”等量的排放。
虽然乍一看似乎有直观的意义，但詹金斯说，就像体积方法一样，排放匹配方法没有考虑到反事实的情况，即风电项目无论如何都会因为其低成本而建设。因此，该公司不会提供额外的清洁能源供应，而是取代了可能成为风力发电场的地方。
詹金斯说:“基于短期运营排放影响的排放匹配策略并不能告诉你决策的长期影响。”
“它并没有告诉你，你的清洁发电将如何改变整个系统的投资和退休决策。如果你只是想定性地宣称你对世界产生了积极的影响，那么这可能是一个很好的方法。但如果你想做出一个有效的量化声明，声称你的公司的排放影响为零，那么作为一种战略，这是非常值得怀疑的。”
除了无法刺激额外的清洁能源供应之外，体积和排放方法也无法解决清洁能源(如太阳能和风能)的固有缺陷:太阳并不总是发光，风也不总是吹。
与此同时，数据中心和设施通常24小时都在消耗能源。当企业在没有太阳能或风能发电的情况下继续运营时，备用选择通常是某种化石燃料的混合。
然而，体积法忽略了清洁能源发电和消费之间的日常不匹配，因为清洁能源采购每年都会发生。因此，企业可能会购买最便宜的太阳能和风能，以匹配其年度能源消耗，声称净零排放，但却无法解决太阳能和风能发电的日常和季节性波动问题。
詹金斯说:“采用全天候清洁能源采购策略，你实际上是在假装自己是一个完全脱碳的电网。”“如果是这样的话，那么你需要一个完全脱碳的电网所需的资源组合。这不仅仅是风能和太阳能。还有像长期能源储存和清洁能源技术，如先进的地热或核能。”
研究人员研究的时间匹配方法一直成功地降低了整个系统的排放，因为它解决了清洁能源生产和消费之间的时间不匹配。
通过要求企业在消耗能源的同时采购清洁能源，这种方法推动了风能和太阳能以外的投资，包括能源储存和企业清洁能源技术。
瑞克斯说:“当一家公司每小时都必须用清洁能源来匹配其能源消耗时，它就会在晚上攻击化石资源作为能源市场后备选择的时候。”“不再是只支持廉价的太阳能和风能项目，然后自我标榜的一种选择。”
研究人员承认，与其他方法相比，时间匹配的成本要高得多，但他们表示，公司最终会得到他们付出的代价。虽然体积和排放匹配可以以接近零的成本溢价完成，但它们也可以实现接近零的长期减排。
另一方面，在某些地区，时间匹配可能会带来每兆瓦时超过20美元的成本溢价，但这种溢价使企业能够从数量上说他们正在减少排放。
“实现全天候100%清洁的电力系统是很困难的。这将花费大量的时间和金钱。”“一家公司可以宣称在2024年达到100%的清洁，而不需要额外的成本溢价，这种想法听起来有点可疑，实现这一目标的排放核算计划也是如此。如果让世界脱碳这么容易，这个问题早就解决了。”
更多信息:徐庆宇等，自愿无碳电力采购策略的系统级影响，Joule(2024)。引文:大多数清洁能源购买策略对减排作用不大，研究发现(2024年1月23日)检索自https://techxplore.com/news/2024-01-power-strategies-emissions.html。本文受版权保护。除为私人学习或研究目的而进行的任何公平交易外，未经书面许可，不得转载任何部分。内容仅供参考之用。
