科学是混乱的，但它不一定是肮脏的。

6月19日，一群受人尊敬的能源研究人员发布了一份报告发表在《美国国家科学院院刊》上的论文（PNAS）对广泛引用的学习关于如何仅使用可再生能源为美国供电。

这篇新的论文，作者是前NOAA研究员克里斯托弗·克拉克一小群学者表示，2015年的初步研究在仅利用太阳、风和水为美国提供燃料方面存在“错误、不恰当的方法和令人难以置信的假设”。

随之而来的是一场辩论风暴，各行各业的能源专家都在权衡PNAS分析的优点。斯坦福大学教授、2015年研究报告的主要作者马克·雅各布森（Mark Z.Jacobson）反驳道详细的反驳在一篇文章中，他称他的同事为“化石燃料和核能支持者”

为什么会有大混乱？作为一名研究能源技术和政策的能源研究员使我们的能源系统现代化，我会尽力解释。

总的来说，建立一个清洁能源系统——即使它有80%的可再生能源——是一个大家一致同意的可以实现的目标；最后的20%以及如何达到这一点，构成了这里争论的焦点。

“能源推特”着火了

雅各布森精液纸张，也发表在PNAS上，他自己和其他人的大量工作表明，到2050年，美国所有用途的能源都可能来自风能、水和太阳能（WWS）。

当太阳不照耀，风不吹，水不可用时，情况会怎样？他的发现假设需要大量的能量储存，主要以热能和氢气的形式，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储存。

他们还得出结论，这种情况比依赖核等其他技术的世界更便宜，碳捕获以及其他减少碳排放的方法。

Clack的反驳直言不讳，对Jacobson及其同事工作的基础假设进行了深入的抨击。同一期PNAS还包括反驳从雅各布森那里发出咔哒声。

能源推特——也就是说，像我这样的能源迷在推特上-爆炸了的.

到本世纪中叶，美国经济能否完全转向可再生能源？可能不会。决策者应该停止尝试。https://t.co/3cIJovtNZY

-爱德华多·波特（@portereduardo）2017年6月20日

哦。这不是正确的选择。https://t.co/VvQwIxvC4e

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

这场辩论的大部分热度似乎源于雅各布森在他的论文中提出了一些相当大胆的主张，甚至告诉麻省理工学院技术评论“我们的论文没有一个错误。”这是一个非常大胆的说法，根据它的解释，可以理解为研究作者的模型是完美的，当然不是，因为没有人是完美的。

这场辩论似乎很神秘，但它具有重大的政治和社会影响。

一些名人签署了雅各布森的愿景，并推动围绕他对整个能源系统可行性的分析制定政策，该系统100%利用风能、水和太阳能。如果政策制定者相信本文中的技术和经济假设，那么它将对州、地方和国家政策的方向产生重大影响。

与此同时，批评者提出了一些担忧。特别是，他们认为，仅根据雅各布森的分析做出的决定就可能导致仅在所考虑的技术上严重过度投资如果成本高于预期，则可能适得其反。

本质

为了预测未来能源系统将如何运行，研究人员创建了基于计算机的模型，输入假设，然后进行模拟。

Clack和合著者的反驳集中在四大问题（PDF）他们看到了WWS的论文：建模错误；难以置信的假设；电力系统建模不足；对输入气候模型的审查不够充分，该模型反映了有多少太阳能和风能可用于发电。以下是我自己的一些想法。

克拉克对雅各布森认为可用的水力发电量提出质疑。在他们的反驳中，他们对确切的数字争论不休，但雅各布森假设2050年水力发电产生的总能源量与今天大致相同，尽管何时、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，水力发电能力显著增加——高达1300千兆瓦（约为当前容量的10倍），在模型输出的某些日子里，水力发电似乎至少连续运行12小时。雅各布森说，在现有的大坝上安装更多的涡轮机和发电机是可能的，只是不经常使用它们。

但水坝是以特定的最大流量建造的，因为若你们让过多的水流过水坝，你们可能会淹没下游地区。雅各布森自那以后就承认，从现有的水坝中提供这么多额外的电力那会很难.

尽管有喧嚣，但100%的人群离开了，他们声称增加峰值水力流量很困难。即使很硬，更多的CSP或batt放电也有效

-马克·雅各布森（@mzjacobson）2017年6月21日

我最近参观了胡佛大坝。他们告诉你的第一件事是大坝是为了灌溉和防洪而建的，电力生产是一个很好的副产品。因此，期望该国的大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。其中一些与技术成熟和大规模使用的速度有关，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。

其他批评集中在围绕能源需求的灵活性的假设上——这是处理可变太阳能和风能时的一个关键考虑因素。然后是所需的电力传输基础设施的数量、所需资本的成本、所需投资的速度以及土地使用问题。

有些批评可能是公正的。我倾向于看好技术快速发展的潜力，但在住宅能源使用，特别是能源改造方面，我发现地热储能改造对于建筑物的供暖和空调，雅各布森的假设难以理解。

我对67%的需求具有灵活性的能力有所保留。我还对雅各布森方案中所需的投资速度提出了一些问题。

电力系统建模不足

克拉克攻击雅各布森分析中的电力系统模型LOADMATCH过于简单。负载匹配的主要批评是它不考虑频率调节-需要将电网频率稳定在60 Hz，这是保持电源可靠的一个非常重要的方面。

一条轶事信息：Jacobson在论文补充信息中指出，LOADMATCH大约需要三到四分钟来模拟一整年。我们对德克萨斯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的时间。

在阅读了这两份报纸、两个补充信息部分、反驳、大量新闻文章和推特风暴（来自我信任的其他能源人士）之后，我发现自己认为举证责任仍在雅各布森的法庭上。这里有很多教训可以学习。

但是，最终，我的观点是，科学理解的主体将因此而更加强大。同行评议的过程很慢，使用了不完美的志愿者，而且并不总是第一次就完全正确。Clack反驳的作者名单令人印象深刻，应该引起注意。然而，如果雅各布森的作品能够经受住这一挑战，我想它将经受住时间的考验。