根据莱斯大学工程师的最新研究，德克萨斯州可以成为美国的一个榜样，在满足该州能源需求的同时，如何有效地用风能和太阳能替代煤炭，以满足环境目标。

这项由环境工程师丹尼尔·科汉（Daniel Cohan）和赖斯大学乔治·R·布朗工程学院（George R.Brown School of Engineering）高级计算机科学专业学生理查德·莫尔斯（Richard Morse）领导的新工作使用优化建模来确定拟建风能和太阳能项目的最低成本组合，这些项目有可能取代德克萨斯州的燃煤发电。

正如作者在《可再生能源：风、水和太阳能》杂志上发表的论文中所说，“简单地说，德克萨斯州的某个地方并不总是有风，也不总是阳光充足，但几乎总是有风或阳光充足。”

科汉说，这可能会使风能和太阳能取代几乎所有的煤炭产量，尤其是如果风能和太阳能项目位于提供互补产出的位置。这篇新论文基于他实验室2018年的一项研究。

土木与环境工程副教授科汉说：“这篇论文实际上是关于我们如何尽快摆脱煤炭。”。“德克萨斯州仍然比其他任何州燃烧更多的煤炭，排放更多的二氧化硫和其他污染。尽管过渡不可避免，但我们迫切需要尽快停止使用煤炭，以改善空气质量和健康。”

莫尔斯说：“清理我们用来为社会提供动力的能源是我们需要做的最重要的事情之一。”他因在该项目上的工作而在2020年德克萨斯州能源峰会上赢得了马尔科姆裁决纪念海报比赛。“科汉教授宣传这是一个数学学习项目，这是我的背景，所以能够帮助我完成一个清洁能源整合项目对我来说非常有趣。”

2018个大型德克萨斯煤厂关闭，大部分剩余工厂的产能远远低于生产能力，包括2021年2月冻结期间的停产。该团队的研究发现，到2020年6月，已经向德克萨斯州电力可靠性委员会提出的风能和太阳能项目中，只有三分之一可以替代该州几乎所有的煤炭发电。自2020年6月以来，已有数十个这样的项目建成，拟议中的太阳能项目数量增加了一倍。

风能和太阳能成功的关键是扩建输电线路，将该州风力最强、阳光最充足的地区连接到城市。

科汉说：“在德克萨斯州，这是阻碍风能和太阳能发展的最大瓶颈。”。“去年通过的两党基础设施法案是一个良好的开端，但没有足够的资金用于输电。此外，由于没有连接到其他电网，德克萨斯州错过了向其他州出售剩余风能和太阳能的机会。”

Cohan指出，天然气将继续对德克萨斯近期的电力可靠性至关重要，尤其是在ERCOT从2021的冰冻期复苏后。然而，他说，风能和太阳能发电厂的互补选址可以减少对天然气和储存的需求，并消除对煤炭的需求。研究表明，西德克萨斯州的风力往往在夜间达到峰值，而南德克萨斯州的风力在夏季的下午和晚上达到峰值。加上白天的太阳能，这些互补能源可以覆盖一年中的大部分时间，但不是所有时间。

科汉说：“即使采用互补选址，也会有几个小时太阳不发光，风不刮。”。“从历史上看，主要的挑战一直是夏季下午，当空调全速运转时，偶尔会出现深冻。太阳能和沿海风在夏季高峰期表现良好，但在某些晚上，当我们需要其他东西来启动时，可能会有间歇。”

他说，从德克萨斯电网中淘汰煤炭只是时间问题。科汉说：“我认为没有一家电力公司愿意长期经营煤电厂。”。“它们比白手起家建设风能和太阳能项目更脏，运营成本也更高，而且大多数公用事业公司现在都计划到2050年（如果不是之前的话）实现净零碳排放。

他说：“也许正因为如此，他们一直没有投资对煤电厂进行升级改造，其中许多煤电厂已有40多年的历史，而且效率不高。”。

这篇论文的合著者是赖斯大学土木工程专业本科生萨拉·萨尔瓦托和校友乔安娜·斯卢萨雷维奇，她现在是卡内基梅隆大学的研究生。

能源基金会支持了这项研究。

原标题：在德克萨斯州，风能、太阳能可能取代煤电