Solarna energija može biti jeftina i pouzdana u cijeloj Kini do 2060

Na predstojećoj Konferenciji UN o klimatskim promjenama u Glazgovu u Škotskoj, velika pažnja će biti usmjerena na Kinu. Kao najveći svjetski' emiter CO2, napori Kine' da dekarbonizira svoj energetski sistem bit će kritični za cilj ograničavanja porasta globalne prosječne površinske temperature na 1,5 stepeni Celzijusa.

Kina je već preuzela velike obaveze prema prelasku svojih energetskih sistema na obnovljive izvore energije, posebno na proizvodnju energije iz solarnih, vjetrovnih i hidro izvora. Međutim, postoje mnoge nepoznanice o budućnosti solarne energije u Kini, uključujući njenu cijenu, tehničku izvodljivost i kompatibilnost mreže u narednim decenijama. Nedavne projekcije troškova budućeg potencijala solarne energije u Kini oslanjaju se na zastarjele i precijenjene troškove solarnih panela i njihove instalacije, te tehnologije skladištenja poput litijum-jonskih baterija.

Koliko će solarna energija zaista koštati u Kini u narednim decenijama, uključujući izazove koje njena inherentna varijabilnost predstavlja za mrežu?

Istraživači sa Harvarda, Univerziteta Tsinghua u Pekingu, Univerziteta Nankai u Tianjinu i Renmin univerziteta Kine u Pekingu otkrili su da bi solarna energija mogla osigurati 43,2% kineske' potražnje za električnom energijom 2060. na manje od dva i po SAD centi po kilovat-satu. Poređenja radi, tarife za električnu energiju u Kini kretale su se u rasponu od 3,6 do 6,5 centi po kilovat-satu u 2019.

Istraživanje je objavljeno kao naslovni članak Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

& quot; Nalazi ističu ključnu tačku tranzicije energije, ne samo za Kinu već i za druge zemlje, u kojoj kombinovani sistemi za solarnu energiju i skladištenje postaju jeftinija alternativa električnoj energiji na ugalj i opcija koja je kompatibilnija s mrežom," rekao je Michael B. McElroy, Gilbert Butler profesor studija okoliša na Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) i korespondentni autor studije.

& quot;Danas je solarna energija bez subvencija postala jeftinija od energije uglja u većini dijelova Kine, a ova troškovna konkurentska prednost će se uskoro proširiti na cijelu zemlju zbog napretka tehnologije i pada troškova," rekao je Xi Lu, vanredni profesor na Školi životne sredine na Univerzitetu Tsinghua i korespondentni autor rada."Naši rezultati pokazuju da bi ekonomska konkurentnost solarne energije u kombinaciji sa ulaganjima u sisteme za skladištenje mogla pružiti dodatne pogodnosti za dispečiranje mreže, što će biti posebno važno za rad budućih električnih sistema u Kini."

Lu je doktorirao. sa Harvardske postdiplomske škole za umjetnost i nauku i počeo je postavljati temelje za studiju kao postdoktorski saradnik i istraživač-saradnik na harvardskom projektu za energiju, ekonomiju i okoliš sa sjedištem u SEAS-u.

Istraživački tim je razvio integrirani model za procjenu potencijala solarne energije u Kini i njene cijene od 2020.-2060. Model prvo uzima u obzir faktore kao što su korištenje zemljišta u cijeloj Kini, mogući nagib i razmak solarnih panela, te meteorološki uslovi poput sunčevog zračenja i temperature kako bi se procijenio fizički potencijal solarne energije u prostoru i vremenu.

Tim je zatim integrirao troškove ulaganja i brzinu tehnoloških promjena kako bi uhvatio rastuću troškovnu konkurentnost solarne energije u odnosu na energiju uglja sada i u budućnosti. Nadovezujući se na ovu osnovu, studija je razvila model optimizacije po satu kako bi se procijenili dodatni troškovi sistema za skladištenje energije potrebnih za izglađivanje varijacija solarnog izlaza tako da se može integrirati u mrežu kako bi odgovarao potražnji za električnom energijom.

Istraživači su prvo otkrili da je fizički potencijal solarne PV, koji uključuje koliko solarnih panela može biti instalirano i koliko solarne energije mogu generirati, u Kini dostigao 99,2 petavatsati u 2020. To je više nego dvostruko više od zemlje' Ukupna potrošnja energije u svim oblicima, uključujući ne samo električnu energiju već i goriva koja direktno troše vozila, fabrike, grijanje zgrada i drugo. Nalazi pokazuju da je solarna PV ogroman resurs za dekarbonizaciju Kine'.

Zatim su demonstrirali njegovu troškovno konkurentnost, sa 78,6% potencijala u 2020. jednakim ili nižim od trenutnih cijena lokalne električne energije na ugalj, a udio bi trebao rasti. Ova troškovna prednost znači da Kina može ulagati u skladišne ​​kapacitete, kao što su baterije, i dalje isplativo isporučiti 7,2 petavat-sata ili 43,2% potražnje za električnom energijom u cijeloj zemlji do 2060. godine.

& quot;Većina sada shvata da klimatske promene zahtevaju prelazak sa upotrebe fosilne energije," rekao je Chris P. Nielsen, izvršni direktor Harvard-Kina projekta i koautor rada."Ne shvataju mnogi da je dekarbonizacija elektroenergetskog sistema ključna osovina, posebno kada se sve više sektora elektrificira, a da je prilagođavanje mreži obnovljivih varijabilnosti najteži dio slagalice. To'je veliki napredak, i to ne samo za Kinu, ako skladištenje može učiniti solarnu električnu mrežu kompatibilnom po konkurentnoj cijeni."

& quot;Naše istraživanje pokazuje da ako troškovi nastave da opadaju, posebno za skladištenje, mogu postojati mogućnosti za pogon vozila, grijanje ili hlađenje zgrada ili proizvodnju industrijskih hemikalija, sve koristeći solarnu energiju. Ovo bi proširilo klimatske i ekološke prednosti solarne energije daleko izvan energetskog sektora kako je tradicionalno zamišljeno," rekao je Shi Chen, koautor rada koji je pomogao u vođenju studije kao Tsinghua Ph.D. student i gostujući saradnik na Harvardskom kineskom projektu.

Koautori ovog istraživanja su Chongyu Zhang, Jiacong Li, He Xu, Ye Wu, Shuxiao Wang, Feng Song, Chu Wei, Kebin He i Jiming Hao.

Ovaj rad je dijelom podržan grantovima Ureda predsjednika Univerziteta Harvard i Harvard Global Institute za Harvard-Kineski projekat za energiju, ekonomiju i okoliš.