Energia solară poate fi ieftină și fiabilă în toată China până în 2060

La viitoarea Conferință ONU privind schimbările climatice de la Glasgow, Scoția, se va acorda multă atenție Chinei. Fiind cel mai mare emițător de CO2 din lume', eforturile Chinei'de a-și decarboniza sistemul energetic vor fi esențiale pentru obiectivul de a limita creșterea temperaturii medii globale la suprafață la 1,5 grade Celsius.

China și-a asumat deja angajamente majore în ceea ce privește tranziția sistemelor sale energetice către surse regenerabile, în special generarea de energie din surse solare, eoliene și hidro. Cu toate acestea, există multe necunoscute despre viitorul energiei solare în China, inclusiv costul acesteia, fezabilitatea tehnică și compatibilitatea rețelei în următoarele decenii. Proiecțiile recente ale costului potențialului viitor al energiei solare în China s-au bazat pe costurile învechite și supraestimate ale panourilor solare și ale instalării acestora și pe tehnologii de stocare precum bateriile cu litiu.

Cât de mult va costa cu adevărat energia solară în China în următoarele decenii, inclusiv provocările pe care variabilitatea sa inerentă le prezintă rețelei?

Cercetătorii de la Harvard, Universitatea Tsinghua din Beijing, Universitatea Nankai din Tianjin și Universitatea Renmin din China din Beijing au descoperit că energia solară ar putea asigura 43,2% din cererea de electricitate a Chinei' în 2060 la mai puțin de două și jumătate din SUA. cenți pe kilowat-oră. Pentru comparație, tarifele la energia electrică pe cărbune în China au variat între 3,6 și 6,5 cenți pe kilowat-oră în 2019.

Cercetarea este publicată ca articol de acoperire al Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

& quot;Descoperirile evidențiază un punct crucial de tranziție energetică, nu numai pentru China, ci și pentru alte țări, în care sistemele combinate de energie solară și de stocare devin o alternativă mai ieftină la energia electrică pe cărbune și o opțiune mai compatibilă cu rețeaua," a spus Michael B. McElroy, profesor Gilbert Butler de Studii de Mediu la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) și autorul corespondent al studiului.

& quot;Astăzi, energia solară fără subvenții a devenit mai ieftină decât energia pe cărbune în majoritatea părților Chinei, iar acest avantaj competitiv al costurilor se va extinde în curând la întreaga țară datorită progreselor tehnologice și scăderii costurilor," a spus Xi Lu, profesor asociat, Școala de Mediu, Universitatea Tsinghua și autorul corespondent al lucrării."Rezultatele noastre demonstrează că competitivitatea economică a energiei solare combinată cu investițiile în sisteme de stocare ar putea oferi beneficii suplimentare pentru dispecerizarea rețelei, care va fi deosebit de importantă pentru funcționarea viitoarelor sisteme electrice din China."

Lu și-a primit doctoratul. de la Harvard Graduate School of Arts and Sciences și a început să pună bazele pentru studiu în calitate de bursier postdoctoral și asociat de cercetare la Proiectul Harvard China privind energie, economie și mediu, bazat pe SEAS.

Echipa de cercetare a dezvoltat un model integrat pentru a evalua potențialul de energie solară în China și costul acesteia în perioada 2020-2060. Modelul ia în considerare mai întâi factori precum utilizarea terenurilor în toată China, posibila înclinare și distanțare a panourilor solare și condiții meteorologice precum radiația solară și temperatura pentru a estima potențialul fizic al energiei solare atât în ​​spațiu, cât și în timp.

Echipa a integrat apoi costurile de investiție și viteza schimbărilor tehnologice pentru a surprinde competitivitatea în evoluție a costurilor energiei solare în raport cu energia pe cărbune acum și în viitor. Pe această bază, studiul a dezvoltat un model de optimizare orară pentru a evalua costurile suplimentare ale sistemelor de stocare a energiei necesare pentru a netezi variațiile producției solare, astfel încât să poată fi integrate în rețea pentru a se potrivi cererii de energie electrică.

Cercetătorii au descoperit pentru prima dată că potențialul fizic al solar fotovoltaic, care include câte panouri solare pot fi instalate și câtă energie solară pot genera, în China a atins 99,2 petawattora în 2020. Aceasta este de peste două ori mai mult decât țara' consumul total de energie sub toate formele, inclusiv nu numai energie electrică, ci și combustibili consumați direct de vehicule, fabrici, încălzirea clădirilor și multe altele. Descoperirile arată că solarul fotovoltaic este o resursă enormă pentru decarbonizarea Chinei'.

Ei și-au demonstrat apoi competitivitatea costurilor, cu 78,6% din potențial în 2020 egal sau mai mic decât prețurile actuale ale energiei locale pe bază de cărbune, o pondere care urmează să crească în continuare. Acest avantaj de cost înseamnă că China poate investi în capacitatea de stocare, cum ar fi baterii, și poate furniza în continuare rentabil 7,2 petawatt-oră sau 43,2% din cererea de energie electrică la nivel național până în 2060.

& quot;Majoritatea realizează acum că schimbările climatice necesită tranziția de la utilizarea energiei fosile," a spus Chris P. Nielsen, director executiv al Proiectului Harvard-China și co-autor al lucrării."Nu atât de mulți își dau seama că decarbonizarea sistemului de energie este cheia cheie, mai ales pe măsură ce mai multe sectoare devin electrificate și că acomodarea de către rețeaua de variabilitate a energiei regenerabile este cea mai grea parte a puzzle-ului. Este'o descoperire uriașă, și nu doar pentru China, dacă stocarea poate face compatibilă cu rețeaua de energie solară la un cost competitiv."

& quot;Cercetarea noastră arată că, dacă costurile continuă să scadă, în special pentru depozitare, ar putea exista oportunități de a alimenta vehicule, de a încălzi sau de a răci clădirile sau de a produce produse chimice industriale, toate folosind energia solară. Acest lucru ar extinde beneficiile climatice și de mediu ale energiei solare mult dincolo de sectorul energetic așa cum este conceput în mod tradițional," a spus Shi Chen, co-primul autor al lucrării care a ajutat la conducerea studiului în calitate de doctor Tsinghua. student și membru în vizită la Harvard China Project.

Această cercetare a fost realizată de Chongyu Zhang, Jiacong Li, He Xu, Ye Wu, Shuxiao Wang, Feng Song, Chu Wei, Kebin He și Jiming Hao.

Această activitate a fost susținută parțial de granturi de la Biroul Președintelui Universității Harvard și Institutul Global Harvard pentru Proiectul Harvard-China privind Energie, Economie și Mediu.