科学是杂乱的，但它不必是肮脏的。

6月19日，一群受人尊敬的能源研究人员发布了一份发表在《美国国家科学院院刊》上的论文(美国国家科学院院刊)研究如何仅使用可再生能源为美国供电。

这篇新论文，作者是前美国国家海洋和大气管理局研究员克里斯托弗·克拉克以及一小群学者表示，2015年的最初研究在仅使用太阳能、风能和水为美国提供燃料方面存在“错误、不恰当的方法和不合理的假设”

随之而来的是一场激烈的辩论，各种各样的能源专家都在权衡美国国家科学院的分析的价值。斯坦福大学(Stanford University)教授、2015年这项研究的主要作者马克·z·雅各布森(Mark Z. Jacobson)反驳道详细的反驳在一篇文章中，他称自己的同事是“化石燃料和核能的支持者”。

为什么会有这么大的混乱?作为一名研究能源技术和政策的能源研究员实现能源体系现代化，我会尽量解释。

总的来说，建立一个清洁能源系统——即使它的80%是可再生的——是一个可以实现的共识目标;这最后的20%——以及如何达到这一目标——构成了争论的主要焦点。

“能源推特”火了

雅各布森的精纸他将自己和其他人的大量工作结合在一起，表明到2050年，美国用于各种用途的所有能源都将来自风能、水和太阳能(WWS)。

如果没有阳光，没有风或者没有水怎么办?他的研究结果假设，需要大量的能源存储，主要以热和氢的形式，以满足可再生能源不足时的能源需求，并在可再生能源过多时存储它。

他们还得出结论，这种情况比依赖核能等其他技术的世界成本更低，碳捕获以及其他减少碳排放的方法。

克拉克的反驳是直截了当的，并且深刻地抨击了雅各布森及其同事工作的基础假设。同一期《国家科学院院刊》还包括counter-rebuttal给雅各布森的克拉克。

能源推特——也就是像我这样的能源书呆子在推特上——爆炸．

美国经济能在本世纪中叶完全转向可再生能源吗?可能不会。政策制定者应该停止尝试。https://t.co/3cIJovtNZY

——爱德华多·波特(@portereduardo)2017年6月20日

Ooph。这不是正确的结论。https://t.co/VvQwIxvC4e

- JesseJenkins (@JesseJenkins)2017年6月20日

这场争论的大部分焦点似乎都源于雅各布森在他的论文中提出了一些相当大胆的观点，他甚至告诉《麻省理工科技评论》(MIT Technology Review)“我们的论文一个错误也没有。”这是一个非常大胆的主张，根据它的解释，可以解读为该研究作者的模型是完美的，当然，它不是，因为没有人是完美的。

这场辩论看似晦涩难懂，但却具有重大的政治和社会意义。

一些名人他们赞同雅各布森的观点，并敦促制定相关政策，这些政策都是围绕雅各布森对整个能源系统的可行性分析而形成的，即完全依靠风能、水能和太阳能。如果政策制定者相信这篇论文中的技术和经济假设，它将对国家、地方和国家政策的方向产生重大影响。

与此同时，批评者也提出了一些担忧。特别是，他们认为仅根据雅各布森的分析做出的决定可能导致在考虑的技术上严重过度投资如果成本高于预期，这可能会适得其反。

的本质

为了预测未来能源系统的工作方式，研究人员建立了基于计算机的模型，输入假设，然后进行模拟。

Clack和其他合著者的反驳集中在四大问题(PDF)他们在WWS论文中看到:建模错误;难以置信的假设;电力系统建模不足;以及对输入的气候模型审查不足，该模型告知有多少太阳能和风能可供发电。以下是我个人的一些想法。

克拉克对雅各布森认为可用的水力发电的数量提出了异议。在他们的反驳中，他们争论的是确切的数字，但雅各布森认为，2050年水力发电的总发电量与现在大致相同，尽管何时以及以何种速度产生能源是一个关键问题。

在雅各布森的模型中，水力发电能力有了显著的增长——高达1300亿瓦(约为当前容量的10倍)，似乎在模型输出的某些天内连续运行了至少12小时。雅各布森说，这是可能的，在现有的水坝安装更多的涡轮机和发电机，只是不经常使用它们。

但是大坝的建造有特定的最大流量，因为如果你让太多的水通过大坝，你可能会淹没下游地区。从那以后，雅各布森承认，现有的水坝提供了这么多额外的电力很难．

尽管声势浩大的反100%人群离开w/单主张增加峰值流量硬。即使很难，更多的CSP或电池放电也会起作用

——马克·z·雅各布森(@mzjacobson)2017年6月21日

我最近参观了胡佛水坝。他们告诉你的第一件事就是建造大坝是为了灌溉和防洪，发电是一个很好的副产品。因此，期望中国的水坝能够提高产量可能比分析所暗示的要困难。

难以置信的假设

克拉克对雅各布森模型的一长串输入假设提出了质疑。其中几项与技术成熟和大规模应用的速度有关，包括地下热能储存、储存太阳能的相变材料以及氢作为可用燃料。

其他批评集中在对能源需求的灵活性的假设上——这是在处理变化无常的太阳能和风能时的一个关键考虑因素。然后是电力传输所需的电力基础设施的数量、所需资本的成本、所需投资的速度以及土地使用问题。

有些批评可能是公平的。我倾向于看好技术快速发展的潜力，但我在住宅能源使用，特别是能源改造方面工作过，我发现地热能储存改造雅各布森认为这很难理解。

我对67%的人要求灵活的能力持保留意见。我还对雅各布森方案中所需的投资速度有一些疑问。

电力系统建模不足

Clack攻击Jacobson分析中的电力系统模型LOADMATCH过于简单。对LOADMATCH的主要批评是它没有考虑频率调节-保持电网频率稳定在60hz的需要，这是保持供电可靠的一个非常重要的方面。

一个有趣的信息:Jacobson在文章补充信息中指出，LOADMATCH大约需要三到四分钟来模拟整个一年。我们对德克萨斯州电力市场的模拟可能需要数小时才能运行，而对高水平可再生能源的模拟可能需要更长时间。

在阅读了这两份报纸、补充信息部分、反证部分、大量新闻文章和推特风暴(来自我信任的其他能源人士)后，我发现自己认为举证责任仍在雅各布森的法庭上。这里有许多值得学习的经验。

但是，最终，我的观点是，科学理解的主体将因此而变得更加强大。同行评审过程缓慢，使用的是不完美的人类志愿者，而且并不总是第一次就完全正确。克拉克反驳的作者名单令人印象深刻，应该予以关注。然而，如果雅各布森的作品能够经受住这次挑战，我认为它将经得起时间的考验。