2050年中国可实现100%非化石能源电力系统转型

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3月18日，美国环保协会（EDF）北京代表处首席代表张建宇在全球能源互联网发展合作组织举行“中国碳达峰碳中和成果发布暨研讨会”上向外界宣布，EDF协会和发改委能源研究所在最近三年对中国电力系统低碳转型开展的情景研究表明，中国实现100%非化石能源电力系统具有可行性。

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140988321000815

EDF等研究团队近期在《能源经济学》（Energy Economics）期刊发表题为《到2050年中国电力行业向零排放过渡的可行性研究》（Feasibility study of China's electric power sector transition to zero emissions by 2050）论文。该研究探索了到2050年中国电力行业向零碳排放转型的潜在可能。通过使用容量扩展模型（CEPRO），涵盖了31个地区按小时分辨率和39年来的历史气象分析数据（MERRA-2），模拟出以太阳能和风能为主要发电来源的电力部门的扩张和运营情况。

结果表明，建设零排放发电系统，可以通过高比例风能和太阳能以及其他的平衡技术来实现。论文显示，高比例可再生能源电力系统可以在没有大量储能系统参与的情况下很好地运行，并提供高度可靠性。除了储能，还可以通过部分灵活性负载、电网的扩展和备用容量来实现平衡。四个实现平衡的选项和系统的可靠性级别相互替代，从而至少使存储或备用发电成为可选项。最重要的是，高比例可再生能源电力系统具有竞争优势，在供应方均衡化的电力成本中，即便不再考虑未来可再生能源成本进一步下降趋势，电力成本可低至0.2-03元人民币/千瓦时。

论文要点：

• 通过优化发电能力结构，长距离电网，储能，需求的区域和时间分配来优化2050年中国电力行业的高时空分辨率模型。

• 64个场景演示了具有高供电可靠性的高VER发电的可行性。

• 在当前可再生能源成本的情况下，全系统的供应成本可能低于当前的火力发电。

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论文提出的几个主要结论：

1、建设零排放电力系统的成本并不会比传统电力发展模式显著提高。

假设从现在至2050年，中国GDP翻三倍（即年均增长约3.75%），作者测算出零排放电力系统的投资成本大约是GDP的1.5%-2%；而2007年到2017年的数据显示，煤、油、气等化石能源转化为电、热等二次能源的中间投入占比为1.1%-2.1%，与前述的投资占比水平相当。

2、100%非化石能源电力系统的平准化度电成本大约为0.3元。

这一数字覆盖了各类发电机组、储电设施、远距离输电的投资、运营成本，但不包含配电、需求侧响应等的成本。在本研究的分析精度下，100%非化石能源电力系统有能力满足相当于2015年水平3-5倍的电力需求。除了大力发展风、光以外，远距离特高压输电系统、储能系统、生物质能备用电源、制氢与燃料电池技术等都是支持实现零排放的关键技术。

3、在本研究的分析精度下，以风、光发电技术为主导的电力供给系统具有高水平的系统可靠性。

作者利用1980年到2018年的小时级、网格化历史气象数据，对100%非化石能源电力系统进行了39组8760小时的可靠性检验，系统均给出了良好的稳定性和可靠性。

4、在一个高比例可再生的电力系统中，需求的灵活性变得愈加重要。

一方面是时间上的灵活性，比如电动汽车的有序充电，另一方面是空间上的灵活性，即在未来的产业规划中，充分考虑可再生能源供给的分布，从原有的化石燃料导向型选址转化为可再生能源导向型选址，从而从消费端为高比例可再生能源发展提供可能和便利。

论文地址：https://doi.org/10.1016/j.eneco.2021.105176

点击“阅读原文”查看论文原文。
参考来源： 美国环保协会公众号https://mp.weixin.qq.com/s/FvP_cJQ5egBhjD8zIJh3QAhttps://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140988321000815?dgcid=author 

退煤相关参考

《能源规划与气候政策》专题之：

中国应对气候变化国家自主贡献与“十四五”电力规划

China Nationally Determined Contribution (NDC)

and Domestic 14th Power Five-Year-Plan (FYP)

卓尔德环境研究与咨询中心

能源和清洁空气研究中心

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