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近日，美国环境保护署指出，12%的全球二氧化碳排放量来自制冷和空调行业，由芬兰阿尔托大学研究人员牵头的一项研究对此提出了解决方案：太阳能和储能。
芬兰研究人员与麻省理工学院和新加坡-麻省理工学院联盟科研中心的同事合作，共同编著了论文《在21世纪利用光伏技术满足全球制冷需求》。学者们声称，如果全球的制冷系统采用太阳能供电，那么住宅制冷行业在去年可能就已经保持约540GW的太阳能发电量。
“我们研究发现，随着热带国家财力增长，对制冷设备的需求日益增多;而且由于全球变暖趋势的发展，在整个21世纪的大部分时间里，制冷装置每年可以维持另外20-200 GW的光伏发电量–具体发电量取决于所选择的社会经济和气候变化背景–尽管空调设备随着时间的推移越来越高效，”该报告作者写道。
从北美开始
据称这是首个力图评估制冷行业与光伏行业之间协同效应的研究，预计到本世纪末，制冷需求可能会从去年的400 TWh增长到近14,000 TWh。研究人员称，这样一个35倍的增幅将需要在本世纪完成相当大部分的太阳能电池板装机。
该论文指出，北美的高收入家庭确保市场目前在制冷和太阳能行业之间实现最佳的交叉。“到2015年底，北美的住宅制冷可能保持的光伏发电总容量约为155 GW，”该报告称。该论文预测，人口密集的南亚和撒哈拉以南非洲地区的制冷需求预计在本世纪下半叶将会增加，前者预计到2065年能够维持1 TW太阳能发电量，到本世纪末预计将超过2 TW。该研究预测，到本世纪末，撒哈拉以南非洲地区可保持3 TW光伏发电量。预计在本世纪末，中东和北非的制冷行业将有可能保持约532 GW的太阳能发电量，估计拉丁美洲的太阳能发电量潜力将达到482 GW。该研究称，预计欧洲和前苏联到本世纪末的太阳能发电量仅达到104 GW。
季节性匹配偏差
该研究强调，制冷需求的季节性差异大于光伏发电产量显示的差异。“因为离赤道越近，季节性差异就越小，通常在靠近赤道的区域，制冷与光伏[能量供应]之
间表现出较强的协同作用，因此，以小时计可满足较大比例的制冷需求，”该报告作者补充道。
因此，拉丁美洲和撒哈拉以南非洲预计可能成为支持太阳能发电行业最具潜力的地区，到本世纪末，该地区光伏发电能够满足高达59%的制冷用电需求，中东、北非和南亚地区的这一比例预计约达到56%。
该报告重点强调，储能是提高光伏所满足的制冷用电需求比例的一个因素。“我们发现，短期储能的好处随着时间推移而大幅增加，因为在主要存在昼夜不匹配而非季节性不匹配的地方，制冷需求增长，”该报告指出。
然而，该研究的作者声称，即便没有储能，光伏发电也能够直接为全球约半数的制冷需求供电。
