雙碳目標下可再生能源開發(fā)優(yōu)化布局研究取得重要進展

近日，國家氣候中心會同北京大學、中國科學院、金風科技、國網(wǎng)能源研究院和國家發(fā)改委能源研究所等單位聯(lián)合開展的雙碳目標下風能、太陽能資源開發(fā)優(yōu)化布局研究取得重要進展。研究表明，通過區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)，到2050年，如果風電裝機達到25億千瓦、光伏裝機達到26.7億千瓦，按照全國小時級別的電力電量互動平衡來說，不考慮儲能和需求側(cè)響應，僅靠“風光”就可以提供67%的電力電量需求。“這一數(shù)據(jù)證實，如果高比例風光電力系統(tǒng)可以實現(xiàn)，意味著中國有能力實現(xiàn)1.5℃溫控目標和碳中和目標。”研究團隊成員之一、國家氣候中心氣候變化戰(zhàn)略研究室高級工程師王陽介紹。

2060年碳中和目標的實現(xiàn)，需要一個以可再生能源為主的綠色電力系統(tǒng)。然而，由于風能、太陽能具有間歇性和波動性特征，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)面臨巨大挑戰(zhàn)。因此，定量化評估中國風能、太陽能開發(fā)對實現(xiàn)碳中和的潛在貢獻及其優(yōu)化布局十分必要。為此，研究團隊使用國家氣候中心研制的長時間序列高時空分辨率風能、太陽能資源數(shù)據(jù)庫（水平分辨率15千米，時間分辨率1小時）計算了逐小時的風電和光伏發(fā)電量，在綜合考慮風能和太陽能發(fā)電的時空變化、不同空間尺度的瞬時電力需求，并結(jié)合供需的時間匹配、土地利用和政府政策等情況下，構(gòu)建了風光電力供需與空間優(yōu)化模型。

模型結(jié)果顯示，到2050年，若僅考慮省域范圍的風光資源開發(fā)利用，實現(xiàn)高比例（大于60%）的新能源（風電+光伏發(fā)電）滲透率（風光發(fā)電量滿足電力需求的比例）目標的可能性不大；但如果考慮區(qū)域電網(wǎng)的互聯(lián)互通，則證實可以實現(xiàn)預期目標。

區(qū)域乃至全國一盤棋，可以有效利用風能和太陽能資源的時空互補性，大幅提高新能源滲透率。例如，實施區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)可以將西南電網(wǎng)和華北電網(wǎng)的新能源滲透率分別從32.5%和49.8%提高到81.6%和82.6%。隨著這一變化，到2050年，全國平均的新能源滲透率可達到67%。同樣重要的是，全國平均的新能源棄電率也可控制在6.3%左右。

模型進一步給出，如果2050年風電和光伏發(fā)電分別部署25億千瓦和26.7億千瓦，由此產(chǎn)生的綠色電力將幫助中國實現(xiàn)碳中和目標，并產(chǎn)生巨大的環(huán)境和健康效益。

發(fā)現(xiàn)展示了一條可靠的途徑，即通過電網(wǎng)互聯(lián)，來應對將可變可再生能源并入電力系統(tǒng)所帶來的沖擊，即使在不使用其他昂貴的電源或存儲設備的情況下，也可以實現(xiàn)高比例的風電和光伏發(fā)電的電力供應。

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