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员工安装 - 摩尔板 -  Xinyi-photovoltaic-plant-plant-in-binhai-district of-tianjin,-north-China
工作人员在中国北京的Binhai区的Xinyi Photovoltaic发电厂安装太阳能电池板。 学分:新华社 /阿拉米股票照片。
来宾帖子
2022年6月20日8:00

来宾帖子:中国的风能和太阳潜力是碳中立所需的“九次”

来宾作者

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06.20.22
来宾作者

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20.06.2022 |8:00 AM
来宾帖子 来宾帖子:中国的风能和太阳潜力是碳中立所需的“九次”

2020年9月,中国保证到2030年,其二氧化碳(CO2)的排放峰达到峰值,并在2060年达到“碳中立性”。

在一个新研究, 出版于碳中立性,我们探索中国是否具有足够的风能和太阳能潜力,因为脱碳能源系统将是实现其气候目标的关键。必威体育在线注册

在2020年底,中国的风能和太阳能装置能力分别为280和250吉瓦(GW)。而中国目标到2030年将总数增加到1,200GW,一些研究机构相信需要6,000GW(是当前水平的10倍以上)才能实现碳中立性。

为了帮助决策者了解这是否可能是可能的,我们根据高分辨率的气候数据系统地评估了中国风能和太阳能的潜力。

我们发现,中国当前风能和太阳能技术的技术潜力约为56,550GW,约为碳中立所需的水平9倍。

碳中立性

为了避免危险的全球变暖并满足在下面规定的温度控制目标巴黎协议,许多国家提出了净零或碳中性目标。2020年9月,中国宣布了到2030年到2060年达到二氧化碳排放峰值的双重气候目标。

实现这两个目标都将要求中国脱碳其能源系统。必威体育在线注册2020年,能源消耗的二氧化碳排放量占中国总排放量的87必威体育在线注册%。同年,来自非化石燃料的能源仅占总能源必威体育在线注册消耗的15.9%。

截至2020年底,中国的风能和太阳能的安装能力分别为280GW和250GW。在2020年12月的联合国气候野心峰会上,习近平总统提出,到2030年,中国两家可再生能源的总装机能力应翻倍至1,200GW。研究机构,以达到6,000GW(是当前安装容量的10倍以上),以达到碳中立性,需要达到6,000GW的安装能力。

这项计算导致政策制定者就中国是否具有实现其碳中性目标的风能和太阳能光伏电源的潜力。

为了回答这个问题,我们根据高时空分辨率的气候数据,系统地评估了中国风能和太阳能PV发电的技术潜力。

气候数据补充了有关自然保护区和城市地区,在土地斜坡,相关政府政策以及预期现场风或太阳能设备的预期成本的信息。

这使我们能够将理论潜力(仅基于风速或太阳辐照)提高到排除受保护或城市地区的现实技术潜力,以及在这里不太可能产生经济回报的地方。

高分辨率

在本文中,我们使用了基于“地理信息系统“研究中国风能发电潜力的数据。

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首先,我们通过将标准风力涡轮机和PV模块的特性与高时空分辨率的气候数据相结合来计算网格尺度的风能和太阳能电位。然后,我们考虑了技术,政策和经济限制,以更好地评估和完善我们的发现。

虽然中国长期以来一直以“富含煤炭,但缺乏石油和天然气”。根据我们的发现,我们建议这种表达值得引用该国丰富的可再生能源潜力的附录,尤其是在风能和太阳能方面。必威体育在线注册

借助当前的技术,中国的风能和PV安装能力潜力约为56,550GW,大约是碳中性场景所需的9倍。

该电位的地理分布显示在下图中,其中高风速(左)和高太阳照射(右)用橙色和红色阴影表示。

评估频率和电力电力的中华
左:1995 - 2016年在土地和海上的平均风速的空间分布,高度为100m,范围从最低(蓝色)到最高(红色)。右:2007 - 2014年全球水平太阳辐照的空间分布在类似的颜色尺度上。所用的名称和材料在此地图上的介绍并不意味着关于任何国家,地区,城市或地区或其当局的法律地位的任何意见的表达必威手机官网它的边界或边界。资料来源:Wang等。((2022)。

根据我们的工作,中国的技术风能和PV发电潜力每年为95,837TWH,近是2020年中国全国电力需求的近13倍,如下表所示。(这种潜力也几乎是电流的四倍全球电力需求

到2020年底,中国的风能和太阳能的安装能力不到其技术潜力的1%。其中的风能装置能够产生280GW,不到技术潜力的2.6%;PV安装容量为250GW,相当于不到技术潜力的0.6%。

中国的风能电力潜力和电力需求在2020年

区域网格 潜在能力(吉瓦) 电力潜力
(TWH)
用电量
(TWH)
陆上风 离岸风(近/远) PV 中央PV 分布式PV PV
东北 东蒙古 619 619 0 923 835 88 1,744 1,296 63
海伦吉安 706 706 0 301 149 152 1,937 394 101
吉林 304 304 0 356 243 113 861 466 81
骗子 289 176 113(80/33) 191 17 174 777 238 242
西北 甘努 321 321 0 2,758 2,682 76 718 4,128 138
宁静 82 82 0 282 253 29 241 391 104
青海 186 186 0 3,914 3,886 28 379 6,491 74
shaanxi 165 165 0 372 298 75 448 458 174
新疆 618 618 0 21,198 21,054 144 1,293 29,265 300
北京 0 0 0 61 2 59 0 72 114
hebei 334 281 53(53/0) 338 59 279 988 587 393
山东 596 296 300(178/122) 417 21 395 1,636 552 694
Shanxi 127 127 0 311 194 117 364 439 234
天津 15 11 4(4/0) 42 0 42 42 50 88
西内蒙古 2,078 2,078 0 8,537 8,395 142 5,399 12,871 327
东南 重庆 43 43 0 22 1 21 108 3 119
Guizhou 109 109 0 104 76 28 296 105 159
四川 223 223 0 157 75 82 621 182 287
西藏 524 524 0 3,332 3,327 4 1,375 6,177 8
677 141 536(220/316) 202 19 182 1,977 257 693
广西 250 181 69(69/0) 187 101 86 708 222 203
海南 246 45 201(41/160) 29 10 19 563 33 36
台湾 10 10 0 28 0 28 / / /
香港 0 0 0 3 0 3 / / /
云南 132 132 0 115 60 55 374 159 203
中央 亨南 291 291 0 303 14 289 869 377 339
湖北 206 206 0 157 33 124 558 188 214
湖南 174 174 0 91 9 83 462 96 193
江西 152 152 0 97 27 70 423 109 163
东方 安海 225 225 0 233 11 222 679 280 243
福建 321 32 289(159/130) 91 18 73 957 102 248
江苏 441 177 264(242/22) 302 5 297 1200 372 637
上海 55 10 45(36/9) 38 0 37 150 51 158
Zhejiang 429 50 379(113/266) 112 4 108 1,163 121 483
国家的 10,948 8,694 2,254 45,604 41,878 3,726 29,308 66,529 7,511
该表中采用的名称并不意味着关于任何国家,地区,城市或地区或其当局的法律地位,或有关其边界或边界的划定,碳摘要的任何意见表达。必威手机官网资料来源:Wang等。((2022)。

根据气候数据,中国陆上风能的总计约为8,690GW,风能潜力基本上跟踪了可用资源必威体育在线注册(以100 m的高度测量)。东北,西北和北部(北部地区)陆上风力发电的技术潜力占总数的69%。中国,东部和南部(中北部)占剩余31%。

中国100 m的海上风能资源的技术潜力约为2,250GW。必威体育在线注册广东省在技术上可剥削的海上风能最大,位于536GW,其次是Zhejiang,Shandong,Fujian,Jiangsu和Hainan。这些省份中每个省的海上风力发电的技术潜力大于200GW,而在广西,海比,上海和天津每个省的技术潜力小于100GW。

中国集中式光伏电力的技术潜力约为41,880GW,潜力再次追踪太阳资源捐赠的空间模式。北部地区占总数的91%。中国中部的集中光伏电力占剩余9%。

中国分布式光伏电源的技术潜力约为3,730GW,北部地区占51%,中部地区的占49%。

科学基础

我们的论文提供了基于数据的科学基础,用于在国家和省级制定中期和长期可再生能源计划。必威体育在线注册

此外,各级政府都可以利用支持数据,以指导碳峰值和中立时间表,路线图和建筑计划。

Wang等。(2022)中国风能和光伏电力的评估。碳中立性,doi:10.1007/S43979-022-00020-W

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