Saules enerģija var būt lēta un uzticama visā Ķīnā līdz 2060. gadam

Gaidāmajā ANO Klimata pārmaiņu konferencē Glāzgovā, Skotijā, liela uzmanība tiks pievērsta Ķīnai. Tā kā pasaulē' ir lielākais CO2 emitētājs, Ķīnas' centieni dekarbonizēt savu energosistēmu būs ļoti svarīgi, lai sasniegtu mērķi ierobežot globālās virsmas vidējās temperatūras pieaugumu līdz 1,5 grādiem pēc Celsija.

Ķīna jau ir uzņēmusies lielas saistības, pārejot savās enerģētikas sistēmās uz atjaunojamiem energoresursiem, jo ​​īpaši elektroenerģijas ražošanu no saules, vēja un hidroenerģijas avotiem. Tomēr ir daudz nezināmo par saules enerģijas nākotni Ķīnā, tostarp par tās izmaksām, tehnisko iespējamību un tīkla savietojamību nākamajās desmitgadēs. Jaunākās prognozes par nākotnes saules enerģijas potenciāla izmaksām Ķīnā ir balstītas uz novecojušām un pārvērtētām saules paneļu un to uzstādīšanas izmaksām, kā arī uzglabāšanas tehnoloģijām, piemēram, litija akumulatoriem.

Cik patiesībā maksās saules enerģija Ķīnā nākamajās desmitgadēs, tostarp problēmas, ko tīklam rada tās raksturīgā mainīgums?

Pētnieki no Hārvarda, Cinghua Universitātes Pekinā, Nankai Universitātes Tjandzjinā un Renminas Universitātes Ķīnas Pekinā ir atklājuši, ka saules enerģija varētu nodrošināt 43,2% no Ķīnas' elektroenerģijas pieprasījuma 2060. gadā par mazāk nekā divarpus ASV. centi par kilovatstundu. Salīdzinājumam, ogļu enerģijas tarifi Ķīnā 2019. gadā bija no 3,6 līdz 6,5 centiem par kilovatstundu.

Pētījums ir publicēts kā Nacionālās Zinātņu akadēmijas Proceedings (PNAS) vāka raksts.

& quot; Secinājumi norāda uz būtisku enerģētikas pārejas punktu ne tikai Ķīnai, bet arī citām valstīm, kur kombinētās saules enerģijas un uzglabāšanas sistēmas kļūst par lētāku alternatīvu ar ogļu kurināmai elektroenerģijai un ar tīklu saderīgāku iespēju," teica Maikls B. Makelrojs, Gilbert Butler vides pētījumu profesors Hārvardas Džona A. Polsona Inženierzinātņu un lietišķo zinātņu skolā (SEAS) un pētījuma līdzautors.

& quot;Šodien bezsubsīdijas saules enerģija ir kļuvusi lētāka nekā ogļu enerģija lielākajā daļā Ķīnas, un šī izmaksu konkurences priekšrocība drīzumā paplašināsies visā valstī tehnoloģiju attīstības un izmaksu samazināšanās dēļ," sacīja Sji Lu, Tsinghua Universitātes Vides skolas asociētais profesors un raksta līdzautors."Mūsu rezultāti liecina, ka saules enerģijas ekonomiskā konkurētspēja apvienojumā ar investīcijām uzglabāšanas sistēmās varētu sniegt papildu ieguvumus tīkla dispečerēšanai, kas būs īpaši svarīgi nākotnes elektrisko sistēmu darbībai Ķīnā."

Lu ieguva doktora grādu. no Hārvardas Mākslas un zinātnes augstskolas un sāka likt pamatus pētījumam kā pēcdoktorants un zinātniskais līdzstrādnieks SEAS bāzētajā Hārvardas Ķīnas enerģētikas, ekonomikas un vides projektā.

Pētnieku komanda izstrādāja integrētu modeli, lai novērtētu saules enerģijas potenciālu Ķīnā un tā izmaksas no 2020. līdz 2060. gadam. Lai novērtētu saules enerģijas fizisko potenciālu gan telpā, gan laikā, modelī vispirms tiek ņemti vērā tādi faktori kā zemes izmantošana visā Ķīnā, iespējamais saules paneļu slīpums un attālums, kā arī meteoroloģiskie apstākļi, piemēram, saules starojums un temperatūra.

Pēc tam komanda integrēja investīciju izmaksas un tehnoloģisko izmaiņu ātrumu, lai atspoguļotu mainīgo saules enerģijas izmaksu konkurētspēju attiecībā pret ogļu enerģiju tagad un nākotnē. Pamatojoties uz šo pamatu, pētījums izstrādāja stundu optimizācijas modeli, lai novērtētu papildu izmaksas enerģijas uzglabāšanas sistēmām, kas nepieciešamas, lai izlīdzinātu saules enerģijas jaudas svārstības, lai tās varētu integrēt tīklā, lai atbilstu elektroenerģijas pieprasījumam.

Pētnieki vispirms atklāja, ka saules PV fiziskais potenciāls, kas ietver to, cik saules paneļus var uzstādīt un cik daudz saules enerģijas tie var radīt, 2020. gadā Ķīnā sasniedza 99,2 petavatstundas. Tas ir vairāk nekā divas reizes vairāk nekā valstī' s kopējais enerģijas patēriņš visos veidos, tostarp ne tikai elektrība, bet arī degviela, ko tieši patērē transportlīdzekļi, rūpnīcas, ēku apkure un citi. Rezultāti liecina, ka saules fotoelementi ir milzīgs resurss Ķīnas' dekarbonizācijai.

Pēc tam viņi demonstrēja savu izmaksu konkurētspēju, proti, 78,6 % no potenciāla 2020. gadā ir vienādas vai zemākas par vietējās ogļu enerģijas pašreizējām cenām, un šī daļa turpinās pieaugt. Šī izmaksu priekšrocība nozīmē, ka Ķīna var ieguldīt atmiņas ietilpībā, piemēram, akumulatoros, un līdz 2060. gadam joprojām rentabli piegādāt 7,2 petavatstundas jeb 43,2% no visas valsts elektroenerģijas pieprasījuma.

& quot;Lielākā daļa tagad saprot, ka klimata pārmaiņas prasa pāreju no fosilās enerģijas izmantošanas," sacīja Kriss P. Nīlsens, Hārvarda-Ķīnas projekta izpilddirektors un raksta līdzautors."Tik daudzi neapzinās, ka energosistēmas dekarbonizācija ir galvenais, jo īpaši tāpēc, ka arvien vairāk nozaru kļūst elektrificētas un ka pielāgošanās atjaunojamās enerģijas mainīguma tīklam ir grūtākā mīkla daļa. Tas' ir milzīgs sasniegums, un ne tikai Ķīnai, ja uzglabāšana var padarīt saules enerģijas tīklu saderīgu par konkurētspējīgu cenu."

& quot;Mūsu pētījumi liecina, ka gadījumā, ja izmaksas turpinās samazināties, jo īpaši uzglabāšanas jomā, varētu būt iespējas nodrošināt transportlīdzekļu apsildi, dzesēšanu vai rūpniecisko ķīmisko vielu ražošanu, izmantojot saules enerģiju. Tas paplašinātu saules enerģijas ieguvumus klimatam un videi daudz tālāk par enerģētikas nozari, kā tas ir tradicionāli iecerēts," teica Shi Chen, līdzautors dokumentā, kurš palīdzēja vadīt pētījumu kā Tsinghua Ph.D. students un viesstrādnieks Hārvardas Ķīnas projektā.

Šī pētījuma autori ir Chongyu Zhang, Jiacong Li, He Xu, Ye Wu, Shuxiao Wang, Feng Song, Chu Wei, Kebin He un Jiming Hao.

Šo darbu daļēji atbalstīja Hārvardas Universitātes prezidenta biroja un Hārvardas Globālā institūta dotācijas Hārvardas un Ķīnas enerģētikas, ekonomikas un vides projektam.