雙碳目標下可再生能源開發優化布局研究取得重要進展

近日，國家氣候中心會同北京大學、中國科學院、金風科技、國網能源研究院和國家發改委能源研究所等單位聯合開展的雙碳目標下風能、太陽能資源開發優化布局研究取得重要進展。研究表明，通過區域電網互聯，到2050年，如果風電裝機達到25億千瓦、光伏裝機達到26.7億千瓦，按照全國小時級別的電力電量互動平衡來說，不考慮儲能和需求側響應，僅靠“風光”就可以提供67%的電力電量需求。“這一數據證實，如果高比例風光電力系統可以實現，意味著中國有能力實現1.5℃溫控目標和碳中和目標。”研究團隊成員之一、國家氣候中心氣候變化戰略研究室高級工程師王陽介紹。

2060年碳中和目標的實現，需要一個以可再生能源為主的綠色電力系統。然而，由于風能、太陽能具有間歇性和波動性特征，構建以新能源為主體的新型電力系統面臨巨大挑戰。因此，定量化評估中國風能、太陽能開發對實現碳中和的潛在貢獻及其優化布局十分必要。為此，研究團隊使用國家氣候中心研制的長時間序列高時空分辨率風能、太陽能資源數據庫（水平分辨率15千米，時間分辨率1小時）計算了逐小時的風電和光伏發電量，在綜合考慮風能和太陽能發電的時空變化、不同空間尺度的瞬時電力需求，并結合供需的時間匹配、土地利用和政府政策等情況下，構建了風光電力供需與空間優化模型。

模型結果顯示，到2050年，若僅考慮省域范圍的風光資源開發利用，實現高比例（大于60%）的新能源（風電+光伏發電）滲透率（風光發電量滿足電力需求的比例）目標的可能性不大；但如果考慮區域電網的互聯互通，則證實可以實現預期目標。

區域乃至全國一盤棋，可以有效利用風能和太陽能資源的時空互補性，大幅提高新能源滲透率。例如，實施區域電網互聯可以將西南電網和華北電網的新能源滲透率分別從32.5%和49.8%提高到81.6%和82.6%。隨著這一變化，到2050年，全國平均的新能源滲透率可達到67%。同樣重要的是，全國平均的新能源棄電率也可控制在6.3%左右。

模型進一步給出，如果2050年風電和光伏發電分別部署25億千瓦和26.7億千瓦，由此產生的綠色電力將幫助中國實現碳中和目標，并產生巨大的環境和健康效益。

發現展示了一條可靠的途徑，即通過電網互聯，來應對將可變可再生能源并入電力系統所帶來的沖擊，即使在不使用其他昂貴的電源或存儲設備的情況下，也可以實現高比例的風電和光伏發電的電力供應。

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