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7月26日，復(fù)旦大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系、irdr國(guó)際卓越中心王戎團(tuán)隊(duì)在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《自然》在線發(fā)表研究論文，首次從能源系統(tǒng)統(tǒng)籌角度探討中國(guó)加速發(fā)展光電和風(fēng)電、實(shí)現(xiàn)2060年碳中和目標(biāo)的最優(yōu)路徑，并揭示了中國(guó)太陽(yáng)能和風(fēng)能資源的潛力和成本。

【建立地球數(shù)字智能信息復(fù)雜系統(tǒng)】

以往研究由于缺乏高時(shí)空分辨率的地球數(shù)字智能信息系統(tǒng)，不能準(zhǔn)確量化中國(guó)太陽(yáng)能光伏和風(fēng)能的發(fā)電潛力和變化趨勢(shì)，導(dǎo)致在氣候治理的綜合評(píng)估中無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)估能源轉(zhuǎn)型的最佳路徑。

復(fù)旦領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)基于地球系統(tǒng)中多年太陽(yáng)輻射和風(fēng)速的小時(shí)空間數(shù)據(jù)，綜合考慮國(guó)家行政區(qū)劃、土地類型、氣候條件、地形、海拔、陸地自然保護(hù)區(qū)、海上航線、海水深度、海洋自然保護(hù)區(qū)、特高壓變電站位置等空間地理信息，建立高時(shí)空分辨率的數(shù)字地球智能網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)化出2767個(gè)光伏電廠、1066個(gè)陸上風(fēng)電廠和11個(gè)大型海上風(fēng)電廠的空間分布和建造規(guī)模，制定了中國(guó)加速發(fā)展太陽(yáng)能光伏和風(fēng)能發(fā)電替代化石燃料的中長(zhǎng)期建設(shè)方案。

研究表明，為了達(dá)到2060年碳中和目標(biāo)，如果按照當(dāng)前規(guī)劃的太陽(yáng)能光伏和風(fēng)能發(fā)電建造速度，太陽(yáng)能和風(fēng)能資源相對(duì)有限，需要較多的碳捕獲與封存（每年需要接近20萬(wàn)億千瓦時(shí)的裝機(jī)量），造成較高的減排經(jīng)濟(jì)成本，而該研究的優(yōu)化模型以較低的成本增加太陽(yáng)能光伏和風(fēng)能發(fā)電，發(fā)電量可從每年9萬(wàn)億千瓦時(shí)增加到每年15萬(wàn)億千瓦時(shí)，減排成本可從每噸二氧化碳約700元降低到每噸二氧化碳約40元，大大增加了太陽(yáng)能和風(fēng)能資源的潛力，因此，增加太陽(yáng)能光伏和風(fēng)能的有效發(fā)電量可以降低碳減排總成本，加快我國(guó)清潔能源的發(fā)展速度。

【仍需擴(kuò)大清潔能源投資規(guī)?！?br />
我國(guó)的太陽(yáng)能和風(fēng)能資源主要分布在經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后的西部地區(qū)，區(qū)域間的電力運(yùn)輸在提升用電效率的同時(shí)，會(huì)給西部地區(qū)帶來(lái)潛在的經(jīng)濟(jì)收益，促進(jìn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

該研究基于優(yōu)化的太陽(yáng)能光伏和風(fēng)能發(fā)展路徑，解析了區(qū)域之間的資金流動(dòng)情況，并量化了加快太陽(yáng)能光伏和風(fēng)能發(fā)展速度對(duì)減小貧富差距的影響。如果采用每噸二氧化碳700元的碳價(jià)，到2060年，光伏和風(fēng)能發(fā)電的資金流動(dòng)將達(dá)到年均7萬(wàn)億元，是當(dāng)前中國(guó)扶貧年均投資的15倍，其中，光伏發(fā)電和風(fēng)電電力傳輸導(dǎo)致最大的資金流從華東流向西北（將達(dá)到每年約14000億元的規(guī)模），優(yōu)化光電和風(fēng)電的空間布局可以使最貧困的居民受益。比如，復(fù)旦模型預(yù)估我國(guó)新疆地區(qū)是未來(lái)最重要的太陽(yáng)能和風(fēng)能資源所在地，在2060年光伏和風(fēng)電廠可達(dá)到255個(gè)，裝機(jī)容量約為23億千瓦，配套特高壓線路總?cè)萘繉⑦_(dá)到20億千瓦，儲(chǔ)能設(shè)施容量需達(dá)到2.7億千瓦，根據(jù)當(dāng)前化石燃料價(jià)格推算出相關(guān)的年收益可達(dá)到3800億元。

該研究發(fā)現(xiàn)，即使未來(lái)技術(shù)進(jìn)步會(huì)進(jìn)一步降低光伏和風(fēng)機(jī)的成本，但考慮到未來(lái)新建太陽(yáng)能光伏和風(fēng)能發(fā)電廠的技術(shù)挑戰(zhàn)，仍需擴(kuò)大當(dāng)前的清潔能源投資規(guī)模，加快國(guó)家電力系統(tǒng)升級(jí)速度，提高建造超大規(guī)模光伏和風(fēng)能發(fā)電和高壓輸電的技術(shù)，降低我國(guó)電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)碳中和的經(jīng)濟(jì)成本。

為推動(dòng)我國(guó)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，王戎團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事氣候變化與能源系統(tǒng)的前沿研究，不斷取得階段性成果，本次成果為團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志上發(fā)表的第二篇研究論文。

原標(biāo)題：探討中國(guó)加速發(fā)展光電和風(fēng)電最優(yōu)路徑，復(fù)旦成果登上《自然》