Солнечная энергия может быть дешевой и надежной в Китае к 2060 году

На предстоящей конференции ООН по изменению климата в Глазго, Шотландия, большое внимание будет уделено Китаю. Китай&# 39 - крупнейший в мире источник выбросов CO2, усилия по декарбонизации своей энергетической системы будут иметь решающее значение для ограничения роста средней глобальной приземной температуры до 1,5 градусов Цельсия.

Китай уже взял на себя серьезные обязательства по переходу своих энергетических систем на возобновляемые источники энергии, особенно на производство электроэнергии из солнечных, ветряных и гидроэнергетических источников. Однако есть много неизвестного о будущем солнечной энергии в Китае, включая ее стоимость, техническую осуществимость и совместимость с сетями в ближайшие десятилетия. Недавние прогнозы стоимости будущего потенциала солнечной энергии в Китае основывались на устаревших и завышенных затратах на солнечные панели и их установку, а также на такие технологии хранения, как литий-ионные батареи.

Сколько на самом деле будет стоить солнечная энергия в Китае в ближайшие десятилетия, включая проблемы, которые присущая ей изменчивость создает для сети?

Исследователи из Гарварда, Университета Цинхуа в Пекине, Нанкайского университета в Тяньцзине и Китайского университета Жэньминь в Пекине обнаружили, что солнечная энергия может обеспечить 43,2% потребности Китая в электроэнергии в 2060 году при цене менее двух с половиной долларов США. центов за киловатт-час. Для сравнения: в 2019 году тарифы на угольную электроэнергию в Китае составляли от 3,6 до 6,5 центов за киловатт-час.

Исследование опубликовано в качестве обложки журнала «Слушания Национальной академии наук» (PNAS).

& quot; Полученные данные подчеркивают решающую точку перехода к энергетике не только для Китая, но и для других стран, в которой комбинированные системы солнечной энергии и накопления становятся более дешевой альтернативой угольной электроэнергии и более совместимой с сетью опцией," сказал Майкл Б. МакЭлрой, профессор Гилберта Батлера по экологическим исследованиям в Гарвардской школе инженерных и прикладных наук им. Джона А. Полсона (SEAS) и соавтор исследования.

& quot: Сегодня солнечная энергия без субсидий стала дешевле угольной в большинстве частей Китая, и это конкурентное преимущество в стоимости скоро распространится на всю страну из-за технологических достижений и снижения затрат," сказал Си Лу, доцент Школы окружающей среды Университета Цинхуа и соавтор статьи.": Наши результаты показывают, что экономическая конкурентоспособность солнечной энергии в сочетании с инвестициями в системы хранения может дать дополнительные преимущества для диспетчеризации сети, что будет особенно важно для работы будущих электрических систем в Китае."

Лу получил докторскую степень. из Гарвардской высшей школы искусств и наук и начал закладывать основы для исследования в качестве постдокторанта и научного сотрудника в Гарвардском китайском проекте по энергетике, экономике и окружающей среде в рамках SEAS.

Исследовательская группа разработала интегрированную модель для оценки потенциала солнечной энергии в Китае и ее стоимости в 2020-2060 годах. Модель сначала учитывает такие факторы, как землепользование по всему Китаю, возможный наклон и расстояние между солнечными панелями, а также метеорологические условия, такие как солнечное излучение и температура, для оценки физического потенциала солнечной энергии как в пространстве, так и во времени.

Затем команда объединила инвестиционные затраты и скорость технологических изменений, чтобы отразить растущую конкурентоспособность солнечной энергии по сравнению с угольной в настоящее время и в будущем. Основываясь на этом фундаменте, в исследовании была разработана модель почасовой оптимизации для оценки дополнительных затрат на системы накопления энергии, необходимых для сглаживания колебаний выработки солнечной энергии, чтобы ее можно было интегрировать в сеть для удовлетворения спроса на электроэнергию.

Сначала исследователи обнаружили, что физический потенциал солнечных фотоэлектрических систем, который включает в себя количество солнечных панелей, которые можно установить и сколько солнечной энергии они могут генерировать, в Китае достиг 99,2 петаватт-часа в 2020 году. Это более чем вдвое больше, чем в стране&# 39 s общее потребление энергии во всех формах, включая не только электричество, но и топливо, потребляемое непосредственно транспортными средствами, фабриками, отоплением зданий и т. д. Результаты показывают, что солнечная энергия - это огромный ресурс для декарбонизации Китая.

Затем они продемонстрировали его конкурентоспособность с точки зрения затрат: 78,6% потенциала в 2020 году будет равно или ниже текущих цен на местную угольную электроэнергию, и эта доля будет расти и дальше. Это ценовое преимущество означает, что Китай может инвестировать в накопительные мощности, такие как батареи, и по-прежнему экономически эффективно обеспечивать к 2060 году 7,2 петаватт-часов или 43,2% потребности в электроэнергии в стране.

& quot: Сейчас большинство понимает, что изменение климата требует отказа от использования ископаемых источников энергии," сказал Крис П. Нильсен, исполнительный директор Гарвардско-китайского проекта и соавтор статьи.": Не так много осознают, что декарбонизация энергосистемы является стержнем, особенно по мере того, как все больше секторов становится электрифицированным, и что приспособление к сети возобновляемой изменчивости - самая сложная часть головоломки. Это' огромный прорыв, и не только для Китая, если системы хранения могут сделать солнечную энергию совместимой с энергосистемой по конкурентоспособной цене."

& quot: Наше исследование показывает, что если затраты продолжат снижаться, особенно на хранение, могут появиться возможности для питания транспортных средств, обогрева или охлаждения зданий, или для производства промышленных химикатов, все с использованием солнечной энергии. Это расширит климатические и экологические преимущества солнечной энергии далеко за пределы энергетического сектора, как это традиционно предполагалось," сказал Ши Чен, соавтор статьи, который помог провести исследование в качестве доктора философии Цинхуа. студент и приглашенный научный сотрудник Гарвардского китайского проекта.

Соавторами этого исследования являются Чуню Чжан, Цзяцун Ли, Хэ Сюй, Е Ву, Шусяо Ван, Фэн Сон, Чу Вэй, Кебин Хе и Цзимин Хао.

Эта работа была частично поддержана грантами Офиса президента Гарвардского университета и Гарвардского глобального института Гарвардско-китайского проекта по энергетике, экономике и окружающей среде.