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双碳目标下可再生能源开发优化布局研究取得重要进展

发布日期:2022-06-08 信息来源:中国气象报社 字号:[ ]

近日,国家气候中心会同北京大学、中国科学院、金风科技、国网能源研究院和国家发改委能源研究所等单位联合开展的双碳目标下风能、太阳能资源开发优化布局研究取得重要进展。研究表明,通过区域电网互联,到2050年,如果风电装机达到25亿千瓦、光伏装机达到26.7亿千瓦,按照全国小时级别的电力电量互动平衡来说,不考虑储能和需求侧响应,仅靠“风光”就可以提供67%的电力电量需求。“这一数据证实,如果高比例风光电力系统可以实现,意味着中国有能力实现1.5℃温控目标和碳中和目标。”研究团队成员之一、国家气候中心气候变化战略研究室高级工程师王阳介绍。

2060年碳中和目标的实现,需要一个以可再生能源为主的绿色电力系统。然而,由于风能、太阳能具有间歇性和波动性特征,构建以新能源为主体的新型电力系统面临巨大挑战。因此,定量化评估中国风能、太阳能开发对实现碳中和的潜在贡献及其优化布局十分必要。为此,研究团队使用国家气候中心研制的长时间序列高时空分辨率风能、太阳能资源数据库(水平分辨率15千米,时间分辨率1小时)计算了逐小时的风电和光伏发电量,在综合考虑风能和太阳能发电的时空变化、不同空间尺度的瞬时电力需求,并结合供需的时间匹配、土地利用和政府政策等情况下,构建了风光电力供需与空间优化模型。

模型结果显示,到2050年,若仅考虑省域范围的风光资源开发利用,实现高比例(大于60%)的新能源(风电 光伏发电)渗透率(风光发电量满足电力需求的比例)目标的可能性不大;但如果考虑区域电网的互联互通,则证实可以实现预期目标。

“区域乃至全国一盘棋,可以有效利用风能和太阳能资源的时空互补性,大幅提高新能源渗透率。例如,实施区域电网互联可以将西南电网和华北电网的新能源渗透率分别从32.5%和49.8%提高到81.6%和82.6%。”王阳进一步介绍,随着这一变化,到2050年,全国平均的新能源渗透率可达到67%。同样重要的是,全国平均的新能源弃电率也可控制在6.3%左右。

模型进一步给出,如果2050年风电和光伏发电分别部署25亿千瓦和26.7亿千瓦,由此产生的绿色电力将帮助中国实现碳中和目标,并产生巨大的环境和健康效益。

“我们的发现展示了一条可靠的途径,即通过电网互联,来应对将可变可再生能源并入电力系统所带来的冲击,即使在不使用其他昂贵的电源或存储设备的情况下,也可以实现高比例的风电和光伏发电的电力供应。”王阳介绍。






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