在科羅拉多州東部開闊的平原上，風力發電正在蓬勃發展。從利蒙鎮出發，沿著71號高速公路向北行駛7英里，之后向東轉，上郡道，沿著新鋪設的輸電線路能看到大片覆蓋著塵土的碎石，而在幾分鐘內，你就會被一列列綿延數英里的高聳的風力渦輪機包圍。2011年后，在這個區域建成了3個大型風電場。今年還有一個新的正在建設中。
這數百個渦輪機中，幾乎每一個都會每隔幾秒鐘就記錄一次風速和它自身的功率輸出。每隔5分鐘，它們都會把數據發送給100英里外，位于博爾德的美國國家大氣研究中心（NCAR）的高性能計算機。基于人工智能的軟件會處理這些數字，以及來自氣象衛星、氣象站和州內其他風電場的數據。
這樣做的結果是：精確程度前所未有的風電功率預報讓科羅拉多州能夠以低成本使用更多的可再生能源，遠超電力公司過去所能想象。
這樣的預報正在幫助電力公司應對風力發電面臨的最大挑戰之一：它的間歇性。少量利用風電對于電力公司來說是沒有問題的，它們已經習慣于處理變化——畢竟，電力需求會隨季節改變，甚至每分鐘都會發生變化。
不過，想利用大量風電的電力公司需要后備電力來防備風突然減弱的情況。這些后備發電廠一般都是燒化石燃料的，成本昂貴且污染較嚴重。但是有了更精確的預報，電力公司就可以削減儲備電力，盡量減少它們的出場。
在預報技術發展起來之前，為科羅拉多州供應了大部分電力的Xcel Energy公司，曾經做廣告反對一項要求其發電量中的10%由可再生能源提供的提案。它向客戶郵寄傳單，聲稱這樣的任務會讓未來20年的電力成本增加15億美元。
但是，很大程度上歸功于預報技術的改善。作為美國最大的電力公司之一，Xcel的態度已經徹底改變了。
它容納了比任何其他美國電力公司都要多的風電，而且還支持一個要求電力公司30%的發電量都要來自于可再生能源的法案，Xcel稱，遠多于這個份額的要求它也能輕易滿足。
NCAR的預報系統的早期版本發布于2009年，但去年是突破性的一年——精確度顯著改善了，預報讓Xcel公司節省了幾乎和過去三年總和一樣多的錢。今年NCAR正在測試一種用于太陽能發電的類似的預報系統。
利用這些詳細的預報來設計一個更加靈活和高效的電力系統，可以讓我們更經濟地實現減少碳排放的宏大國際目標，布賴恩·漢尼根（Bryan Hannegan）說。他是科羅拉多州戈爾登的國家可再生能源實驗室（NREL）中一個造價1.35億美元的設施的主任。在那里，他們使用超級計算機模擬來研究擴大可再生能源發電的規模的方法。
“我們已經知道要實現我們能源和環境的目標應該往哪走，”他說，“過去我們可不能這么說。”
逐風
沒有人比Xcel Energy的電廠調度員戴頓·瓊斯更了解把風電納入電網的挑戰。坐在丹佛市中心的Xcel大廈10層的位子上，他負責給科羅拉多州帶來光明。要完成這個任務，他需要通過啟動和關閉發電廠并控制它們的輸出功率來匹配發電量和電力需求。輸出過多或過少的電力都可能損壞電力設施，甚至讓電網斷電。風力發電因其大幅度的波動，另他的工作變得更困難。
運行后備的化石燃料發電廠意味著“把碳拋入天空”：“不但費錢，還對環境有害。”
幾年前，像瓊斯這樣的調度員不信任那些預測給定時間內電網會獲得多少風電的預報。那些預報結果一般都要差20%，而且有時風力發電情況與預報完全不符。解決辦法是讓一些化石燃料電廠空轉，隨時準備在幾分鐘內頂替所有風電。這種方法成本昂貴，而且電力系統越是要依靠風力發電，它就越昂貴。更糟糕的是，運行后備的化石燃料發電廠意味著“把碳拋入天空”， NCAR的研究應用實驗室副主任威廉·馬奧尼（William Mahoney）說，“不但費錢，還對環境有害。”
NCAR的預報讓瓊斯對風電有了足夠的信心，從而可以關閉許多空轉的后備發電廠。視乎預報的確定性，后備電廠的數量也會有所不同。如果天氣寒冷潮濕，風力渦輪機上可能會結冰，從而導致它們轉動緩慢或停止轉動，那么他可能就需要足夠多的化石燃料后備電廠來完全取代他的風電。
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