Слънчевата енергия може да бъде евтина и надеждна в цял Китай до 2060 г

На предстоящата конференция на ООН по изменението на климата в Глазгоу, Шотландия, много внимание ще бъде насочено към Китай. Тъй като' е най-големият емитен на CO2 в света, усилията на Китай' да декарбонизира своята енергийна система ще бъдат от решаващо значение за целта за ограничаване на повишаването на глобалната средна повърхностна температура до 1,5 градуса по Целзий.

Китай вече е поел големи ангажименти за прехода на своите енергийни системи към възобновяеми източници, особено производство на енергия от слънчеви, вятърни и водни източници. Въпреки това, има много неизвестни за бъдещето на слънчевата енергия в Китай, включително нейната цена, техническата осъществимост и съвместимостта на мрежата през следващите десетилетия. Последните прогнози за цената на бъдещия потенциал за слънчева енергия в Китай разчитат на остарели и надценени разходи за слънчеви панели и тяхното инсталиране и технологии за съхранение като литиево-йонни батерии.

Колко наистина ще струва слънчевата енергия в Китай през следващите десетилетия, включително предизвикателствата, които присъщата й променливост поставя пред мрежата?

Изследователи от Харвард, Университета Цинхуа в Пекин, Университета Нанкай в Тиендзин и Китайския университет Ренмин в Пекин откриха, че слънчевата енергия може да осигури 43,2% от нуждите на Китай' за електроенергия през 2060 г. при по-малко от две и половина САЩ цента за киловатчас. За сравнение, тарифите на въглищната енергия в Китай варираха от 3,6 до 6,5 цента на киловатчас през 2019 г.

Изследването е публикувано като заглавна статия на Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

& quot;Констатациите подчертават решаваща точка на енергийния преход не само за Китай, но и за други страни, в която комбинираните системи за слънчева енергия и съхранение се превръщат в по-евтина алтернатива на електричеството, работещо с въглища, и по-съвместима с мрежата опция," каза Майкъл Б. Макелрой, професор Гилбърт Бътлър по екологични изследвания в Харвардското училище по инженерство и приложни науки Джон А. Полсън (SEAS) и съавтор на изследването.

& quot;Днес слънчевата енергия без субсидии стана по-евтина от енергията на въглища в повечето части на Китай и това конкурентно предимство на разходите скоро ще се разшири в цялата страна поради напредъка на технологиите и спада на разходите," каза Си Лу, доцент, Училището по околна среда, Университет Цинхуа и съавтор на статията."Нашите резултати показват, че икономическата конкурентоспособност на слънчевата енергия, съчетана с инвестиции в системи за съхранение, може да осигури допълнителни ползи за мрежовото разпределение, което ще бъде особено важно за работата на бъдещи електрически системи в Китай."

Лу получи докторска степен. от Висшето училище по изкуства и науки в Харвард и започна да полага основите на изследването като постдокторант и научен сътрудник в базирания в SEAS Харвардски китайски проект за енергия, икономика и околна среда.

Изследователският екип разработи интегриран модел за оценка на потенциала на слънчевата енергия в Китай и цената му от 2020-2060 г. Моделът първо взема предвид фактори като използване на земята в цял Китай, възможно наклон и разстояние между слънчевите панели и метеорологични условия като слънчева радиация и температура, за да оцени физическия потенциал на слънчевата енергия както в пространството, така и във времето.

След това екипът интегрира инвестиционните разходи и скоростта на технологичните промени, за да улови развиващата се ценова конкурентоспособност на слънчевата енергия спрямо въглищната енергия сега и в бъдеще. Въз основа на тази основа проучването разработи модел за почасова оптимизация, за да оцени допълнителните разходи за системите за съхранение на енергия, необходими за изглаждане на вариациите на слънчевата мощност, така че да може да бъде интегрирана в мрежата, за да съответства на търсенето на електроенергия.

Изследователите първо откриха, че физическият потенциал на слънчевата фотоволтаична енергия, който включва колко слънчеви панели могат да бъдат инсталирани и колко слънчева енергия могат да генерират, в Китай достига 99,2 петаваточаса през 2020 г. Това е повече от два пъти повече от страната' Общо потребление на енергия във всички форми, включително не само електричество, но и горива, консумирани директно от превозни средства, фабрики, отопление на сгради и др. Резултатите показват, че слънчевата фотоволтаична енергия е огромен ресурс за декарбонизацията на Китай'.

След това те демонстрираха нейната разходна конкурентоспособност, като 78,6% от потенциала през 2020 г. са равни или по-ниски от настоящите цени на местната електроенергия, работеща с въглища, като делът ще расте допълнително. Това ценово предимство означава, че Китай може да инвестира в капацитет за съхранение, като батерии, и все още рентабилно да доставя 7,2 петаватчаса или 43,2% от търсенето на електроенергия в цялата страна до 2060 г.

& quot;Повечето сега осъзнават, че изменението на климата изисква преход от използването на изкопаемата енергия," каза Крис П. Нилсен, изпълнителен директор на Харвард-Китайския проект и съавтор на статията."Не толкова много хора осъзнават, че декарбонизирането на енергийната система е основната част, особено след като все повече сектори се електрифицират и че приспособяването към мрежата на възобновяемата променливост е най-трудната част от пъзела. Това'е огромен пробив и не само за Китай, ако съхранението може да направи слънчевата енергийна мрежа съвместима на конкурентна цена."

& quot;Нашето изследване показва, че ако разходите продължат да намаляват, особено за съхранение, може да има възможности за захранване на превозни средства, отопление или охлаждане на сгради или за производство на промишлени химикали, като всичко това използва слънчева енергия. Това би разширило ползите от слънчевата енергия за климата и околната среда далеч отвъд енергийния сектор, както е традиционно замислено," каза Ши Чен, съавтор на статията, който помогна да ръководи изследването като доктор на Цинхуа. студент и гостуващ сътрудник в Харвардския китайски проект.

Това изследване е съавтор на Chongyu Zhang, Jiacong Li, He Xu, Ye Wu, Shuxiao Wang, Feng Song, Chu Wei, Kebin He и Jiming Hao.

Тази работа беше подкрепена отчасти от безвъзмездни средства от офиса на президента на Харвардския университет и Харвардския глобален институт към Харвардско-китайския проект за енергия, икономика и околна среда.