复旦大学：太阳能和风能资源的潜力会是无限的吗？

7月26日，复旦大学环境科学与工程系、IRDR国际卓越中心王戎团队在《自然》杂志（Nature）在线发表题为 “Accelerating the energy transition towards photovoltaic and wind in China”（注：《加速中国光伏发电和风电的能源转型》）的研究论文，首次从能源系统统筹的角度提出了中国加速发展光电和风电、实现2060年碳中和目标的最优路径，并揭示了中国太阳能和风能资源的潜力和成本。

在研究中，王戎团队基于高时空分辨率的地球智能信息数据系统，优化电厂建造的空间位置和发电量，统筹发展基础配套设施建设（特高压线路UHV和储能设施），协调各省份发电和用电负荷实现（电）源（负）荷互动，并预估未来技术进步的影响，实现未来40年的能源系统转型动态数学建模，构建了2021-2060年期间中国使用大规模太阳能光伏和风能电厂替代化石燃料的优化模型，提出了低成本且高效用的能源转型方案，揭示了大幅降低发电成本、提高电力使用效率、加速脱贫进程和实现碳中和目标的可能性，强调了增加当前升级电力系统投资对于实现中国2060年碳中和目标的重要性，为我国“碳中和”目标下能源转型提供了科学建议。

▲图1：我国实现2060年碳中和的电力系统转型路径

▲图2：优化未来四十年发展太阳能光伏和风能发电的时空布局

▲图3：优化太阳能和风能的电力系统对碳减排成本的影响

▲图4：发展太阳能和风能发电对地区人均收入的影响

作为该研究的重要结论，由于易获取的清洁能源是有限的，我国需要扩大清洁能源投资、优化源荷调控、加强配套设施建设。该研究提出了中国加速发展风电和光电实现碳中和目标的最优路径，在考虑技术进步等因素后，未来十年的发展规划对于我国实现2060年碳中和目标非常关键，优化当前国家清洁能源发展的规划和布局，可以避免在后期承担更大的经济损失。同时，升级国家电力系统后，发展太阳能和风能将会导致区域间资金流动，为西部地区带来收益，进一步减少贫困人口，为区域发展提供新的动力。

复旦大学环境科学与工程系博士研究生王怡静为论文第一作者，青年研究员王戎为通讯作者，复旦大学张人禾教授（中国科学院院士）、陈建民教授（欧洲科学院院士）、汤绪教授、王琳教授为重要共同作者，中国科学院大气物理所、法国气候变化中心、日本国立环境研究所、塞浦路斯研究所气候与大气研究中心、西班牙全球生态研究所为重要合作单位。该项工作得到了国家科技部重点研发计划、国家自然科学基金的资助。

为推动我国实现“双碳”目标，王戎团队长期从事气候变化与能源系统的前沿研究，并不断取得阶段性成果，本次成果为团队在《自然》杂志上发表的第二篇研究论文。

2022年9月7日，研究团队首次在《自然》杂志发表题为“Delayed use of bioenergy crops might threaten climate and food security”的研究论文（https://doi.org/10.1038/s41586-022-05055-8），从地球系统反馈角度率先提出了气候变化对生物质能源技术的负反馈机制，揭示了气候减排系统的临界点。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-06180-8

转自：“科研动态”微信公众号

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