帖子:中国的风能和太阳能潜力是9倍,所需碳中立

2020年9月,中国承诺二氧化碳(CO2)排放量达到峰值2030,到2060年实现“碳中和”。

在一个新的研究发表在碳中和,我们探索中国是否有足够的风能和太阳能的潜力,鉴于等同于其能源系统将实现气候目标的关键。必威体育在线注册

2020年底,中国的风能和太阳能装机容量是280和250千瓦(GW),分别。而中国的目标是增加合计1200千瓦,到2030年,一些研究机构相信6000 gw - 10倍以上目前需要实现碳中和。

帮助决策者理解是否这在技术上是可行的,我们系统地评估潜在的风能和太阳能在中国,基于高分辨率气候数据。

我们发现目前的风能和太阳能技术的技术潜力在中国约56550千瓦,一些碳中和所需水平的九倍。

碳中和

为了避免危险的全球变暖,满足温度控制目标下巴黎协定,许多国家提出了零或碳中和目标。2020年9月,中国宣布双气候目标的二氧化碳排放在2030年达到顶峰,到2060年实现碳中和。

会议的目标都需要中国低碳能源系统。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,能源来自非化石燃料仅占能源消费必威体育在线注册总量的15.9%。

截至2020年年底,中国的风能和太阳能装机容量是280千瓦和250千瓦,分别。在联合国气候野心峰会2020年12月,习近平副主席提出,两种可再生能源在中国的总装机容量应该到2030年超过1200瓦的两倍多。据一些中国研究机构,风力和太阳能发电的装机容量需要达到6000 gw - 10倍以上当前装机容量达到碳中和。

这个计算导致争论决策者是否中国风能和太阳能光伏(PV)潜在力量达到碳中和的目标。

要回答这个问题,我们系统地评估的技术潜力风能和太阳能光伏发电在中国,基于高时空分辨率气候数据。

气候数据补充信息的位置自然保护区和城市地区,山坡上的土地,政府有关政策和site-appropriate风能或太阳能设备的预期成本。

这使我们完善的理论潜力——仅基于风速或太阳能照射到一个现实的技术潜力,不包括保护和城市地区,以及地方风能或太阳能设施不太可能产生经济回报。

高分辨率

在本文中,我们使用一个评估方法基于“地理信息系统“数据调查中国风电和光伏发电的潜力。

首先,我们计算电网风能和太阳能的潜力结合标准的风力发电机和光伏模块的特点,高时空分辨率的气候数据。然后,我们考虑在技术、政策和经济约束,以更好地评估和完善我们的发现。

而中国早就知道“丰富的煤,但缺乏石油和天然气”。基于我们的研究结果,我们建议这个表达式值得一个附录引用这个国家丰富的可再生能源潜力,尤其是在风能和太阳能。必威体育在线注册

利用现有技术,中国风电和光伏装机容量潜力约为56550千瓦,约9倍,要求下碳中性的场景。

这种潜在的地理分布如下图所示,在高风速(左)和太阳辐照(右)用橙色和红色的阴影。

根据我们的工作,中国的风能和太阳能发电技术潜力每年是95837太瓦时,近13倍2020年中国全国电力需求,如下表所示。(这可能也是当前的近四倍全球电力需求)。

到2020年底,中国的风能和太阳能装机容量代表不到1%的技术潜力;其中能产生280兆瓦的风力发电设施,不到2.6%的技术潜力;和光伏装机容量是250千瓦,相当于不到0.6%的技术潜力。

中国的风力和光伏发电潜力,2020年电力需求

地区电网	省	潜在的能力(千瓦)						权力的潜在 (TWh)		电力消耗 (TWh)
		风	陆上风力	海上风力(近/远)	光伏	中央光伏	分布式光伏	风	光伏
东北	内蒙古东部	619年	619年	0	923年	835年	88年	1744年	1296年	63年
	黑龙江	706年	706年	0	301年	149年	152年	1937年	394年	101年
	吉林	304年	304年	0	356年	243年	113年	861年	466年	81年
	辽宁	289年	176年	113 (80/33)	191年	17	174年	777年	238年	242年
西北	甘肃	321年	321年	0	2758年	2682年	76年	718年	4128年	138年
	宁夏	82年	82年	0	282年	253年	29日	241年	391年	104年
	青海	186年	186年	0	3914年	3886年	28	379年	6491年	74年
	陕西	165年	165年	0	372年	298年	75年	448年	458年	174年
	新疆	618年	618年	0	21198年	21054年	144年	1293年	29265年	300年
北	北京	0	0	0	61年	2	59	0	72年	114年
	河北	334年	281年	53 (53/0)	338年	59	279年	988年	587年	393年
	山东	596年	296年	300 (178/122)	417年	21	395年	1636年	552年	694年
	山西	127年	127年	0	311年	194年	117年	364年	439年	234年
	天津	15	11	4 (4/0)	42	0	42	42	50	88年
	内蒙古西部	2078年	2078年	0	8537年	8395年	142年	5399年	12871年	327年
东南	重庆	43	43	0	22	1	21	108年	3	119年
	贵州	109年	109年	0	104年	76年	28	296年	105年	159年
	四川	223年	223年	0	157年	75年	82年	621年	182年	287年
	西藏	524年	524年	0	3332年	3327年	4	1375年	6177年	8
南	广东	677年	141年	536 (220/316)	202年	19	182年	1977年	257年	693年
	广西	250年	181年	69 (69/0)	187年	101年	86年	708年	222年	203年
	海南	246年	45	201 (41/160)	29日	10	19	563年	33	36
	台湾	10	10	0	28	0	28	/	/	/
	香港	0	0	0	3	0	3	/	/	/
	云南	132年	132年	0	115年	60	55	374年	159年	203年
中央	河南	291年	291年	0	303年	14	289年	869年	377年	339年
	湖北	206年	206年	0	157年	33	124年	558年	188年	214年
	湖南	174年	174年	0	91年	9	83年	462年	96年	193年
	江西	152年	152年	0	97年	27	70年	423年	109年	163年
东	安徽	225年	225年	0	233年	11	222年	679年	280年	243年
	福建	321年	32	289 (159/130)	91年	18	73年	957年	102年	248年
	江苏	441年	177年	264 (242/22)	302年	5	297年	1200年	372年	637年
	上海	55	10	45 (36/9)	38	0	37	150年	51	158年
	浙江	429年	50	379 (113/266)	112年	4	108年	1163年	121年	483年
国家		10948年	8694年	2254年	45604年	41878年	3726年	29308年	66529年	7511年

在这个表不使用的名称暗示的表达的任何意见碳简短的关于任何国家的法律地位,领土、城市或地区或其当局,或关于其边界的划定界限。必威手机官网资料来源:王et al。(2022年)。

在中国陆上风能的技术潜力总量约8690千瓦,本质上与风能潜在跟踪可用资源(海拔1必威体育在线注册00米),根据气候数据。陆上风力发电的技术潜力在东北、西北和华北北部(地区)占总数的69%。中国中部、东部和南部(Central-Southeast)占剩下的31%。

海上风能资源的技术潜力在100年中国大约有2250千瓦。必威体育在线注册广东省最大的海上风能利用技术,在536兆瓦,紧随其后的是浙江、山东、福建、江苏、海南。海上风力发电的技术潜力在这些省份大于200千瓦,而在广西、河北、上海、天津小于100千瓦。

集中在中国光伏发电的技术潜力约为41880千瓦,与潜在再次跟踪太阳能资源禀赋的空间格局。北方地区占总数的91%。中央集权的光伏发电在中国Central-Southeast占剩下的9%。

分布式光伏发电在中国的技术潜力约为3730千瓦,与北部地区占51%,Central-Southeast面积占49%。

科学基础

我们的论文提供了一个基于数据、科学制定中长期可再生能源基金会计划在国家和省级尺度。必威体育在线注册

此外,各级政府可以利用支持数据指导碳峰值和中立的日程,路线图和施工计划。