的成本的太阳能、风能和电池存储显著下降自2010年以来,预计在不久的将来还会进一步下降。这种快速下降,成本可能对能源系统有很大影响投资和政策,但尚未完全能量捕获的造型。必威体育在线注册
这是特别相关的中国,现在讨论是否建立数以百计的新燃煤电厂在2020年代,尽管该行业的产能过剩和金融危机。
在一项新的研究中,发表在自然通讯,我们和我的同事一起探讨清洁能源成本趋势的影响在未来十年在中国电力系统。必威体育在线注册
我们发现如果中国使用最具成本效益的可再生能源资源,它可以产生超过60%的电力来自2030年“非化石能源,包括风能、太阳能、水必威体育在线注册电和核电的成本大约是10%低于常态下。
这种清洁电力混合仍可靠地满足日益增长的需求。这表明,中国可能会增加目标50%的电力来自2030年非化石能源,而攒钱。
平衡的优先级
它是常说发电的可再生能源,例如风能和太阳能,变量和昂贵的。然而,最近的创新技术和电网运行,特别是的可用性便宜的存储——已经改变了行业前景。
在这项研究中,我们使用了一个电力系统容量扩张模型(SWITCH-China)来探讨中国电力系统可以扩展以满足日益增长的电力需求。2030年我们开发了四个场景探索持续的影响,快速降低可再生能源的成本。必威体育在线注册
的场景是:
1)常态的情况(BAU),假定现行政策的延续和温和的成本在未来可再生能源成本降低;
2)可再生能源低成本的场景(R),假设快速最近在可再生能源和存储的成本将继续减少;
碳约束场景(3)网),它在能源方面的碳排放上限50%低于2015年的水平,2030年的R场景;
4)深碳约束场景(C80),这进一步限制了从电力行业碳排放到2030年比2015年的水平低80%。
所有场景假设相同的电力需求预测,在2030年达到8757太瓦时(TWh),从7225 TWh今天。
我们的模拟结果表明,正如预期的那样,迅速降低可再生能源的成本导致更多的风能和太阳能安装能力。必威体育在线注册如果除去其他的能源成本必威体育在线注册(LCOE)太阳能、风能和存储遵循最近的全球趋势,到2030年,中国62%的电力可以满足预期的需求来自非化石能源在R情况下最低的总成本。
这种“R”场景中所示图,下面,右边第二列,风力(绿色)和太阳能(黄色)提供总数的39%。由于非化石产出高,燃煤发电(黑)可能只是2030年3700 twh R下场景中,约有30%低于下BAU(4900太瓦时)。电池存储(橙色)和少量的气体(紫色)代补充增加风能和太阳能的供应。
风能、太阳能和存储增长
非化石能源的电力需要在未来十年急剧增长能力是否满足重要的股票在中国的电力需求。下面的图显示了每个源的能力,在瓦(GW),四个场景。
到2030年,风能和太阳能容量将达到660千瓦和1260千瓦“R”的情况下,分别。这些数据可以与目前的风能和太阳能容量210千瓦和204千瓦,分别。
与风能和太阳能发电增加中国股票的电力,会有越来越多需要系统的灵活性和存储容量来帮助集成变量输出,而可靠地满足需求。
到2030年,包括电池在内的存储容量是34 gw鲍起静之下,但需要增长高达307千瓦在R的场景中,如橙色在上图中所示。
在此背景下,抽水蓄能容量2015年在中国大约是25 gw,一直在扩大很快。在我们的场景中,据估计,到2030年达到130千瓦,剩下的177千瓦来自电池存储或其他存储技术。
这大容量会非常雄心勃勃的部署在一个相对短的时间内,要求每年约11.8 gw期间我们模仿。如果电池效率和性能改善比我们认为的更迅速,所需存储容量较小。
碳减排成本的
在未来我们的研究的一部分,我们对二氧化碳排放的影响由于增加一代从可再生能源和减少代从化石燃料。必威体育在线注册我们的研究结果表明,低成本的可再生能源(R)的情况下会导致排放低25%,29.7亿吨的二氧化碳下(MtCO2)在2030年和3980年MtCO2 BAU场景。
这是下图中的左图所示,在能源方面的二氧化碳排放量会下将保持相对稳定(蓝线),但会迅速在未来十年在“R”可再生能源低成本途径(橙色)。
鉴于显著和持续的降低可再生能源的成本,减少25%的碳排放量的权力可以实现更低的成本下R场景比下BAU场景,如上图所示。
2030年,R场景下的总成本低于11%以下BAU场景。结果,隐含碳减排成本每吨二氧化碳——36美元。即使在碳帽(网)的情况下,中国可以减少一半的2015年到2030年电力行业排放的成本低6%,而提供77%的电力来自非化石能源。
区域电力交易
在我们工作的最后部分,我们研究了上升的区域影响再生产出在2030年电力系统。特别是,我们发现的区域性差异的位置在中国最具成本效益的可再生能源资源。必威体育在线注册
认为降低成本的太阳能、风能和存储技术,西北地区可能成为国家无碳电力供应商,而东部电网可能越来越依赖进口来满足其需求。
这样一个区域不平衡将成为更大的可再生能源,以更大的渗透将需要跨省输电线路。每个地区的地图,图表显示2030年从每个燃料发电,我们研究了在四个不同的场景。虚线显示,地区的电力需求和洋红色箭头表示电力流从一个地区到另一个R的场景。
清洁能源过渡必威体育在线注册和post-Covid复苏
随着中国14日五年计划草案(明年)、研讨post-Covid经济复苏的措施,我们的研究提供了有价值的见解最便宜的方法来满足中国日益增长的电力需求。
最值得注意的是,我们发现,中国可以从其电力行业减排总成本低于常态的方法,加大对可再生能源的依靠和存储。这方面的好处包括减少有害空气污染,减少用水量,创造绿色工作。
相比之下,有迹象,一些地方政府正在快速更多新的煤电厂,今年尽管中国现有产能的一半已经亏损,整个舰队只有一半的时间,产能过剩的迹象。
虽然整体应该省钱,转换隐含的规模通过我们的工作是重要的,需要一个非常当前进展加速。可再生能源和存储的能力,以及传输基础设施,需要迅速扩大。
然而,我们的分析表明,如此快的脱碳和清洁能源转型既是技术上可行,经济上有利。
选择将这种转变可能包括清洁能源的长期目标,比如零排放发电目标,以及电力市场的改革。必威体育在线注册这将创建激励来减少制度障碍跨地区贸易大国和更好的整合可再生能源。必威体育在线注册
他,g . et al。(2020)快速降低可再生能源的成本和存储加速中国脱碳的电力系统,通信,https://doi.org/10.1038/s41467 - 020 - 16184 - x