Saulės energija gali būti pigi ir patikima visoje Kinijoje iki 2060 m

Artėjančioje JT klimato kaitos konferencijoje Glazge (Škotija) daug dėmesio bus skirta Kinijai. Kadangi pasaulyje' yra didžiausias CO2 išmetėjas, Kinijos' pastangos dekarbonizuoti savo energetikos sistemą bus labai svarbios siekiant apriboti pasaulio vidutinės paviršiaus temperatūros kilimą iki 1,5 laipsnio Celsijaus.

Kinija jau prisiėmė didelius įsipareigojimus savo energetikos sistemas pereiti prie atsinaujinančių energijos šaltinių, ypač energijos gamybos iš saulės, vėjo ir vandens energijos šaltinių. Tačiau yra daug nežinomųjų apie saulės energijos ateitį Kinijoje, įskaitant jos kainą, technines galimybes ir suderinamumą su tinklu ateinančiais dešimtmečiais. Naujausios ateities saulės energijos potencialo Kinijoje kainos prognozės buvo pagrįstos pasenusiomis ir pervertintomis saulės baterijų ir jų įrengimo bei saugojimo technologijų, pvz., ličio baterijų, išlaidomis.

Kiek iš tikrųjų kainuos saulės energija Kinijoje per ateinančius dešimtmečius, įskaitant iššūkius, kuriuos tinklui kelia būdingas jos kintamumas?

Tyrėjai iš Harvardo, Tsinghua universiteto Pekine, Nankai universiteto Tiandzine ir Kinijos Renmino universiteto Pekine nustatė, kad saulės energija galėtų patenkinti 43,2 % Kinijos' elektros poreikio 2060 m. už mažiau nei du su puse JAV. centų už kilovatvalandę. Palyginimui, 2019 m. akmens anglies energijos tarifai Kinijoje svyravo nuo 3,6 iki 6,5 cento už kilovatvalandę.

Tyrimas paskelbtas kaip Nacionalinės mokslų akademijos (PNAS) leidinio viršelio straipsnis.

& quot; Išvadose pabrėžiamas svarbus energijos pereinamasis taškas ne tik Kinijai, bet ir kitoms šalims, kai kombinuotos saulės energijos ir saugojimo sistemos tampa pigesne anglimi kūrenamos elektros alternatyva ir labiau suderinama su tinklu" sakė Michael B. McElroy, Harvardo John A. Paulsono inžinerijos ir taikomųjų mokslų mokyklos (SEAS) aplinkos studijų profesorius Gilbertas Butleris ir tyrimo autorius.

& quot;Šiandien daugelyje Kinijos dalių subsidijuojama saulės energija tapo pigesnė nei anglies energija, o šis sąnaudų konkurencinis pranašumas greitai išsiplės visoje šalyje dėl technologijų pažangos ir sąnaudų mažėjimo," sakė Xi Lu, Tsinghua universiteto Aplinkos mokyklos docentas ir bendradarbis šio straipsnio autorius."Mūsų rezultatai rodo, kad saulės energijos ekonominis konkurencingumas kartu su investicijomis į saugojimo sistemas gali suteikti papildomos naudos tinklo dispečeriui, kuris bus ypač svarbus būsimų elektros sistemų veikimui Kinijoje."

Lu gavo daktaro laipsnį. baigė Harvardo menų ir mokslų aukštąją mokyklą ir pradėjo dėti pagrindus studijoms, būdamas SEAS įsikūrusio Harvardo Kinijos energetikos, ekonomikos ir aplinkos projekto doktorantas bei mokslinis bendradarbis.

Mokslininkų komanda sukūrė integruotą modelį, skirtą įvertinti saulės energijos potencialą Kinijoje ir jo kainą 2020–2060 m. Modelyje pirmiausia atsižvelgiama į tokius veiksnius kaip žemės naudojimas visoje Kinijoje, galimas saulės baterijų pakreipimas ir atstumas bei meteorologinės sąlygos, pvz., saulės spinduliuotė ir temperatūra, siekiant įvertinti fizinį saulės energijos potencialą tiek erdvėje, tiek laike.

Tada komanda integravo investicijų sąnaudas ir technologinių pokyčių greitį, kad užfiksuotų besikeičiantį saulės energijos sąnaudų konkurencingumą, palyginti su anglies energija dabar ir ateityje. Remiantis šiuo pagrindu, tyrime buvo sukurtas valandinis optimizavimo modelis, skirtas įvertinti papildomas energijos kaupimo sistemų sąnaudas, reikalingas išlyginti saulės energijos išeigos svyravimus, kad jas būtų galima integruoti į tinklą, kad atitiktų elektros poreikį.

Mokslininkai pirmą kartą nustatė, kad fizinis saulės PV potencialas, įskaitant tai, kiek saulės baterijų galima sumontuoti ir kiek saulės energijos jos gali pagaminti, Kinijoje 2020 m. pasiekė 99,2 petavatvalandžių. Tai daugiau nei dvigubai daugiau nei šalyje' bendras visų formų energijos suvartojimas, įskaitant ne tik elektros energiją, bet ir tiesiogiai transporto priemonių, gamyklų, pastatų šildymo ir kt. Išvados rodo, kad saulės PV yra didžiulis Kinijos' dekarbonizacijos šaltinis.

Tada jie pademonstravo savo sąnaudų konkurencingumą – 78,6 % potencialo 2020 m. yra lygūs arba žemesni už dabartines vietinės anglimi kūrenamos energijos kainas, o dalis turėtų toliau augti. Šis išlaidų pranašumas reiškia, kad Kinija gali investuoti į saugojimo pajėgumus, pvz., baterijas, ir iki 2060 m.

& quot;Dauguma dabar supranta, kad klimato kaita reikalauja perėjimo nuo iškastinės energijos naudojimo," sakė Chrisas P. Nielsenas, Harvardo-Kinijos projekto vykdomasis direktorius ir šio straipsnio bendraautoris." Nelabai daug kas suvokia, kad energijos sistemos dekarbonizavimas yra svarbiausias dalykas, ypač kai vis daugiau sektorių elektrifikuojasi ir kad prisitaikymas prie atsinaujinančių energijos šaltinių kintamumo tinkle yra sunkiausia galvosūkio dalis.' tai didžiulis proveržis, ir ne tik Kinijai, jei saugykla gali padaryti saulės energijos tinklą suderinama už konkurencingą kainą."

& quot;Mūsų tyrimai rodo, kad jei kaštai ir toliau mažės, ypač sandėliavimo, atsiras galimybių maitinti transporto priemones, šildyti ar vėsinti pastatus arba gaminti pramonines chemines medžiagas, naudojant saulės energiją. Tai išplėstų saulės energijos naudą klimatui ir aplinkai daug daugiau nei tradiciškai suvokiama energijos sektoriuje," sakė Shi Chen, pirmasis šio straipsnio autorius, padėjęs vadovauti tyrimui kaip Tsinghua mokslų daktaras. studentas ir kviestinis bendradarbis Harvardo Kinijos projekte.

Šį tyrimą bendrai parašė Chongyu Zhang, Jiacong Li, He Xu, Ye Wu, Shuxiao Wang, Feng Song, Chu Wei, Kebin He ir Jiming Hao.

Šis darbas buvo iš dalies paremtas Harvardo universiteto prezidento biuro ir Harvardo pasaulinio instituto dotacijomis Harvardo ir Kinijos energetikos, ekonomikos ir aplinkos projektui.