来源：环球零碳
摘要：
敢于“Dream Big”的加州，让世界亲眼见证了未来24/7全天候完全使用可再生能源的可能性。
撰文 | Penn
编辑 | Tang
→这是《环球零碳》的第1202篇原创
提到美国加州，大多数人的第一印象便是阳光、快乐和自由。无论是富有创造力、自由奔放、爱好娱乐的人们，还是迫不及待想要到达那里的旅行者，加利福尼亚总能激发人们远大的梦想。
加州旅游局此前曾以“Dream Big”作为营销口号，借此来吸引去全球各地的梦想家们造访，而事实上世界第五大经济体加州在各个领域都敢于Dream Big，并期待玩一把大的。
近日，美国加州就在可再生能源领域实现了一个敢为人先的里程碑。根据斯坦福大学工程学教授马克·雅各布森（Mark Z. Jacobson）的追踪，自2024年3月7日至7月28日，加州在144天中有100天实现了至少部分时间由100%可再生能源供电。
加州的实践，让世界亲眼见证了未来实现24/7全天候无碳能源，是完全可能的。
在这100天中，每天部分时段100%的电力由太阳能、风能和水力发电满足，时间跨度从5分钟到10多个小时不等。而这一数字在8月底上升到了104天，8月25日，加州主电网太阳能、风能和水力发电的供电量再一次在一天的部分时间内超过需求量的100%。
“加州的这一重大里程碑向我们的国家和世界证明了清洁能源完全能够满足我们的电力需求，”加州环境清洁能源倡导者史蒂芬·金（Steven King）说道。“可再生能源为电网提供100%电力的日子正在逐渐普及。这一最新里程碑让我们看到了希望，有朝一日，我们一年365天中100%的能源需求都将来自可再生能源。”
图说：7月28日，加州迎来了可再生能源里程碑
来源：X
2017年，加利福尼亚州通过参议院第100号法案，成为美国第一个走上 100% 清洁能源道路的州。2018年，该法案由州长杰里·布朗（Jerry Brown）签署并正式生效，意味着加州朝着“2045年全面实现清洁能源供电”的目标正式启航。
这份名为《加利福尼亚州可再生能源组合标准方案：温室气体减排》的清洁能源法案，提出了“三步走”的规划：2026年可再生能源供电占全州供电的50%，2030年之前该比例提高到60%，到2045年年底，供加州终端消费者使用的零售电力和政府采购电力必须100%来自可再生能源和零碳能源。
2022年，加州州长加文·纽森进一步签署了SB1020号法案，设定了到2035年实现90%清洁电力、到2040年实现95%清洁电力的中期目标。
根据加州能源委员会(CEC) 的数据，自2012年以来的十年，加州太阳能发电量从2,609吉瓦时 (GWh) 增加到48,950吉瓦时，增长了近二十倍；风力发电量增长了63%。与此同时，天然气发电量显著下降，煤炭则已基本从电力结构中退出。
图说：加州可再生能源发电量增长情况
来源：加州能源委员会
伴随着加州太阳能、风能等可再生能源持续增长以及化石燃料使用量下降，电网的可靠性成为首要问题。
而加州也经历着包括热浪、干旱和野火等在内的极端气候影响。过去三年，气候变化引发的史无前例的夏季热浪给加州电网带来了巨大压力，导致电力需求创下新高，电网满足额外需求的能力也岌岌可危。
在电网系统面临日益严峻挑战之际，加州之所以可以实现104天内至少每天有部分时间完全使用无碳的可再生电力，电池储能的作用可以说是功不可没。电池储能正在成为加州清洁能源转型的关键组成部分，并成为了加州电网保障电网可靠性最有力的助手。
储能项目可以捕获风能和太阳能资源产生的电能，并在用电高峰时将电能释放回电网。在加利福尼亚州，傍晚太阳落山时电力需求最高，但此时太阳能发电出力减少。以前，当每个夏日傍晚太阳落山时，巨大的太阳能发电厂就会停止发电，甚至会导致全加州在傍晚时分出现电力短缺。而现在，电池储能则在这个时间段为电网提供了有效的缓冲。
负责管理加州电网的加州独立系统运营商首席执行官埃利奥特·梅因泽（Elliot Mainze）直言：“电池是决定因素。电池绝对是提高能源可靠性的游戏规则改变者。”。
今年7月，加利福尼亚刚刚经历了有记录以来最热月份。一系列热浪给加州多地带来了破纪录的高温，加州更是死亡谷录得102年来最热的一个月，月平均气温为108.5华氏度（42.5摄氏度）。不过即使这样，加州迄今为止却没有出现紧急断电或发出全州范围节约用电警报（Flex Alert）的情况。
图说：美国各州7月平均气温排名
来源：NOAA
能源专家表示，这一进步很大程度上归功于公共和私人对可再生能源的大量投资，特别是在没有阳光时可以使用的电池。梅因泽说，大型商业设施的电池电力在上个月的热浪中证明了其价值。他补充说道，电网运营商现在越来越有经验应对这些极端高温事件，市场可以根据准确的天气预测做出有效反应。
加州州长纽森在给 CalMatters 的一份声明中表示：“近年来，加州对电网进行了前所未有的投资，我们看到这些投资正在实时产生回报。我们的电网不仅更加可靠和有弹性，而且还越来越多地使用 100% 清洁电力。”
加州能源委员会(CEC)的数据显示，加州正在大力建设电池储能系统，从2018年到2024年4月，加州的电池存储容量从500兆瓦增加到了10,383 兆瓦，达到了2020年的七倍，此外还有3,800兆瓦计划在2024年底上线。
在电池储能容量急速增长的同时，加州能源委员会(CEC) 推出了一个全新的储能监测系统，提供有关储能设施的详细信息。该系统首次提供了全州信息，并提供了超过150,000个住宅、商业和公用事业规模的电池安装数据。
图说：加州储能监测系统
来源：加州能源委员会
“能源存储系统是一个很好的例子，展示了我们如何利用新兴技术来帮助创建未来公平、可靠和负担得起的能源网络，”CEC副主席西瓦·贡达（Siva Gunda）表示。“加州在制定气候政策方面处于全球领先地位，但更重要的是，它在将政策付诸行动和快速建设为电网增加清洁、零碳容量的项目方面处于领先地位。”
未来几年，加州仍将面临巨大挑战：一系列规定要求使用无碳能源，同时还要增加道路上的电动汽车数量和家庭电器数量。贡达表示，到2045年，加州可能需要将其能源发电能力增加一倍以上，才能实现 100% 清洁能源的目标，同时增加电动汽车、家用电器和其他技术。
为了实现这一目标，加州计划每年新增约6,000至8,000兆瓦的新能源。贡达表示，该州去年新增了6,000多兆瓦，创下了历史新高。每兆瓦足以为750至1,000户家庭供电。
图说：8月25日加州可再生能源供电量再一次超过需求量
来源：Mark Z. Jacobson
进步的迹象正在显现。据加州能源委员会称，今年1月至7月中旬，加州零碳可再生能源在146天内超过需求945小时，相当于一个半月100%无化石燃料电力。
但加州要停止燃烧化石燃料发电还有很长的路要走。天然气仍是加州最大的电力来源，它提供了2022年加州发电量的36%，同时带来了温室气体和空气污染物排放。
为了保持进展，加利福尼亚州公用事业委员会已下令到2028年投入18,800兆瓦的新清洁资源，该委员会正在努力促进未来几十年长时储能和海上风能项目的发展，以继续多样化和扩大该州的清洁能源组合。
现在，敢于“Dream Big”的加州把目标瞄向了一个全新的产业——海上风电，计划目标是到2045年实现25,000兆瓦的发电能力，满足加州13%的电力需求并为2500万户家庭供电。
“一切已准备就绪，”贡达说。“成功的关键已经具备，关键是要通过共同的愿景和合作来执行。”
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参考资料：
[1]https://www.usnews.com/news/best-states/california/articles/2024-08-19/california-hits-milestones-toward-100-clean-energy-but-has-a-long-way-to-go
[2]https://electrek.co/2024/07/29/california-achieves-100-days-of-100-electricity-demand-met-by-renewables/
[3]https://apnews.com/us-news/california-renewable-energy-green-technology-general-news-88eecf8b90c36304f82d37a148cac6b4
[4]https://www.kpbs.org/news/environment/2024/08/19/california-hits-100-day-clean-energy-milestone-has-a-long-way-to-go
[5]https://www.energy.ca.gov/news/2024-07/cec-adopts-offshore-wind-energy-strategic-plan-support-californias-100-clean
[6]https://www.energy.ca.gov/news/2024-05/new-data-shows-investments-build-californias-clean-energy-grid-future-are-paying
[7]https://www.energy.ca.gov/news/2023-10/california-sees-unprecedented-growth-energy-storage-key-component-states-clean
[8]https://www.energy.ca.gov/news/2023-08/data-show-clean-power-increasing-fossil-fuel-decreasing-california
[9]https://www.npr.org/2022/05/07/1097376890/for-a-brief-moment-calif-fully-powered-itself-with-renewable-energy
[10]https://x.com/mzjacobson
[11]https://www.threads.net/@1mzjacobson
[12]https://www.ncei.noaa.gov/access/monitoring/monthly-report/national/202407
[13]https://www.energy.ca.gov/programs-and-topics/topics/renewable-energy
首图来源：i-Stock
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