在美国风力发电和太阳能发电的社区应用发展

在美国风力发电和太阳能发电的社区应用发展
风力发电占美国电力消耗的 8%，并且在该国的能源组合中增长迅速。但一些项目，例如现已失效的马萨诸塞州海上风电项目 Cape Wind 提案，由于当地的反对而搁浅。将来有办法避免这种情况吗？

麻省理工学院教授 Janelle Knox-Hayes 和 Donald Sadoway 这么认为。在今天发表在《焦耳》杂志上的一篇观点文章中，他们和其他八位教授呼吁采用一种新的风力发电部署方法，一种让社区参与“共同设计”过程并根据当地需求调整解决方案的方法。他们说，这个过程可以激发可再生能源工程的更多创造力，同时使社区更容易接受现有技术。除了 Knox-Hayes 和 Sadoway，该论文的合著者还有哈佛大学的 Michael J. Aziz；约翰霍普金斯大学的 Dennice F. Gayme；科罗拉多矿业学院的 Kathryn Johnson；明尼苏达大学的 Perry Li；弗吉尼亚大学的 Eric Loth；科罗拉多大学的 Lucy Y. Pao；科罗拉多矿业学院的杰西卡·史密斯；和霍华德大学的 Sonya Smith。

Knox-Hayes 是麻省理工学院城市研究与规划系经济地理与规划专业的 Lister Brothers 副教授，也是可再生能源采用的社会和政治背景方面的专家；Sadoway 是麻省理工学院材料科学与工程系的 John F. Elliott 材料化学教授，也是开发新型储能领域的全球领先专家。麻省理工学院新闻就这个话题采访了 Knox-Hayes。

问：您在本文中解决的核心问题是什么？

答：就好像技术只能在孤岛中设计然后交付给社会一样，这是有问题的。为了解决气候变化等问题，我们需要将技术视为一种社会技术系统，从一开始就融入社会。从设计的角度来看，这始于对话、价值评估和了解社区的需求。如果我们能做到这一点，我们最终将更容易交付技术。

我们在东北看到的是，为了实现我们的气候目标和能源效率目标，我们需要大量的海上风能，而且很多项目都因为社区说“不”而停滞不前。社区拒绝项目的部分原因是因为他们从未得到适当的咨询。该技术采用什么形式，它将如何在社区内运作？这种对话可以突破工程的界限。

问：新论文提出了可再生能源领域“协同设计”的新实践。您称之为“STEP”流程，代表工程项目可能遇到的所有社会-技术-经济-政治问题。您如何描述 STEP 理念？工业界会在多大程度上对设计既定技术的新尝试持开放态度？

答：我们的想法是将所有这些元素汇集在一个跨学科的过程中，并让利益相关者参与进来。该过程可以从一系列社区论坛开始，我们将所有人聚集在一起，进行需求评估，这是规划中的常见做法。我们可能会看到海上风能需要与当地渔业一起考虑，或者为设施提供服务，或者提供当地劳动力培训。STEP 过程允许我们后退一步，从当地的规划者、决策者和社区成员开始。

它还关乎改变研究、实践和教学的性质，让学生不仅在课堂上，他们也在学习与社区合作。我认为将那部分正式化很重要。我们现在开始真正感受到气候变化的影响，因此我们必须面对突破政治界限的现实，即使在美国也是如此。这是取得成功的唯一途径，这又回到了如何共同设计技术的问题上。

在麻省理工学院，创新是努力的精神，这就是为什么麻省理工学院有如此多的行业合作伙伴参与 MITEI [麻省理工学院能源倡议] 和气候联盟等倡议。合作伙伴关系的价值在于麻省理工学院突破了可能的界限。我们可以进步，我们可以做一些不可思议的事情，我们可以创新未来。我们对这项工作的建议是，创新不仅仅是在实验室中发生的事情，而是与社区和其他利益相关者建立伙伴关系的事情。

问：作为另一种主要的可再生能源，这种方法在多大程度上也适用于太阳能？似乎社区也在努力解决太阳能电池板的安装位置，或者如何补偿房主、社区和其他太阳能主机产生的电力。

A：我不会说太阳能面临着同样的挑战，而是说可再生技术面临着类似的挑战。对于太阳能，还存在访问和选址问题。另一个重大挑战是创建融资模型，以提供不同规模的价值和机会。例如，对于想要使用清洁能源的多户住宅租户来说，太阳能是否可行？对于建筑物的微风机会，这是一个类似的问题。对于海上风电，一个限制是如果它在视线范围内，则可能会出现问题。但是有一些令人兴奋的技术可以实现深风，或者在离岸 50 公里的地方建立浮动涡轮机。储能解决方案，如油气储能，

在许多社区中，可再生能源的现实是，如果您可以自己生产能源，就可以建立一定程度的安全性和弹性，从而带来其他好处。