Sončna energija je lahko poceni in zanesljiva po vsej Kitajski do leta 2060

Na prihajajoči konferenci ZN o podnebnih spremembah v Glasgowu na Škotskem bo veliko pozornosti namenjeno Kitajski. Kot največji svetovni oddajnik CO2' bodo prizadevanja Kitajske' za dekarbonizacijo svojega energetskega sistema ključna za cilj omejitve dviga povprečne globalne površinske temperature na 1,5 stopinje Celzija.

Kitajska se je že odločila za prehod svojih energetskih sistemov na obnovljive vire energije, zlasti proizvodnjo energije iz sončnih, vetrnih in vodnih virov. Vendar pa obstaja veliko neznank o prihodnosti sončne energije na Kitajskem, vključno z njeno ceno, tehnično izvedljivostjo in združljivostjo omrežja v prihodnjih desetletjih. Nedavne projekcije stroškov prihodnjega potenciala sončne energije na Kitajskem so temeljile na zastarelih in precenjenih stroških sončnih kolektorjev in njihove namestitve ter tehnologij za shranjevanje, kot so litij-ionske baterije.

Koliko bo sončna energija res stala na Kitajskem v prihodnjih desetletjih, vključno z izzivi, ki jih prinaša njena prirojena spremenljivost za omrežje?

Raziskovalci s Harvarda, univerze Tsinghua v Pekingu, univerze Nankai v Tianjinu in kitajske univerze Renmin v Pekingu so ugotovili, da bi sončna energija lahko leta 2060 zagotovila 43,2 % potreb po električni energiji Kitajske' pri manj kot dveh in pol ZDA. centov na kilovatno uro. Za primerjavo, tarife za električno energijo iz premoga so se leta 2019 na Kitajskem gibale med 3,6 in 6,5 centa na kilovatno uro.

Raziskava je objavljena kot naslovni članek Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

& quot;Ugotovitve poudarjajo ključno točko energetskega prehoda, ne samo za Kitajsko, ampak tudi za druge države, na kateri kombinirani sistemi za sončno energijo in shranjevanje postanejo cenejša alternativa elektriki na premog in možnost, ki je bolj združljiva z omrežjem," je dejal Michael B. McElroy, profesor okoljskih študij Gilberta Butlerja na Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) in soavtor študije.

& quot;Danes je sončna energija brez subvencij v večini delov Kitajske postala cenejša od energije na premog in ta stroškovno konkurenčna prednost se bo kmalu razširila na celotno državo zaradi napredka tehnologije in znižanja stroškov," je dejal Xi Lu, izredni profesor na šoli za okolje na univerzi Tsinghua in soodgovorni avtor prispevka."Naši rezultati kažejo, da bi gospodarska konkurenčnost sončne energije v kombinaciji z naložbami v sisteme za shranjevanje lahko zagotovila dodatne koristi za dispečiranje omrežja, kar bo še posebej pomembno za delovanje prihodnjih električnih sistemov na Kitajskem."

Lu je doktoriral. iz Harvardske podiplomske šole za umetnost in znanost in začel postavljati temelje za študij kot podoktorski sodelavec in znanstveni sodelavec na harvardskem kitajskem projektu za energijo, gospodarstvo in okolje s sedežem v SEAS.

Raziskovalna skupina je razvila integriran model za oceno potenciala sončne energije na Kitajskem in njenih stroškov od 2020 do 2060. Model najprej upošteva dejavnike, kot so raba zemljišč po vsej Kitajski, možni nagib in razmik sončnih kolektorjev ter meteorološke razmere, kot sta sončno sevanje in temperatura, da se oceni fizični potencial sončne energije v prostoru in času.

Ekipa je nato združila stroške naložbe in hitrost tehnoloških sprememb, da bi zajela naraščajočo cenovno konkurenčnost sončne energije glede na energijo premoga zdaj in v prihodnosti. Na podlagi tega je študija razvila urni model optimizacije za oceno dodatnih stroškov sistemov za shranjevanje energije, ki so potrebni za glajenje variacij sončne moči, tako da jo je mogoče vključiti v omrežje, da ustreza povpraševanju po električni energiji.

Raziskovalci so najprej ugotovili, da je fizični potencial sončne fotonapetostne energije, ki vključuje, koliko sončnih kolektorjev je mogoče namestiti in koliko sončne energije lahko proizvedejo, na Kitajskem dosegel 99,2 petavatov leta 2020. To je več kot dvakrat več kot država' Skupna poraba energije v vseh oblikah, vključno z ne samo električno energijo, ampak tudi gorivi, ki jih neposredno porabijo vozila, tovarne, ogrevanje stavb in drugo. Ugotovitve kažejo, da je sončna fotonapetost ogromen vir za dekarbonizacijo Kitajske'.

Nato so pokazali njegovo stroškovno konkurenčnost, saj je 78,6 % potenciala v letu 2020 enakih ali nižjih od trenutnih cen lokalne električne energije na premog, delež pa naj bi še rasel. Ta stroškovna prednost pomeni, da lahko Kitajska vlaga v skladiščne zmogljivosti, kot so baterije, in še vedno stroškovno učinkovito dobavlja 7,2 petavatnih ur ali 43,2 % povpraševanja po električni energiji v državi do leta 2060.

& quot;Večina se zdaj zaveda, da podnebne spremembe zahtevajo prehod od uporabe fosilne energije," je dejal Chris P. Nielsen, izvršni direktor projekta Harvard-Kitajska in soavtor prispevka."Mnogi se ne zavedajo, da je dekarbonizacija elektroenergetskega sistema ključna točka, še posebej, ko se elektrificira več sektorjev, in da je prilagoditev omrežja obnovljivih virov variabilnosti najtežji del uganke. To'je velik preboj in ne samo za Kitajsko, če lahko shranjevanje po konkurenčnih cenah naredi sončno električno omrežje združljivo."

& quot;Naše raziskave kažejo, da če se stroški še naprej znižujejo, zlasti za shranjevanje, bi lahko obstajale priložnosti za pogon vozil, ogrevanje ali hlajenje zgradb ali proizvodnjo industrijskih kemikalij, pri čemer vse to uporablja sončno energijo. To bi razširilo podnebne in okoljske koristi sončne energije daleč preko energetskega sektorja, kot je tradicionalno zasnovan," je dejal Shi Chen, soavtor prispevka, ki je kot doktor znanosti Tsinghua pomagal voditi študijo. študent in gostujoči sodelavec na Harvard China Project.

Soavtor te raziskave so Chongyu Zhang, Jiacong Li, He Xu, Ye Wu, Shuxiao Wang, Feng Song, Chu Wei, Kebin He in Jiming Hao.

To delo je bilo delno podprto z donacijami urada predsednika Univerze Harvard in Harvard Global Institute za Harvard-Kitajski projekt za energijo, gospodarstvo in okolje.