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

Na nadolazećoj UN-ovoj konferenciji o klimatskim promjenama u Glasgowu u Škotskoj velika će pozornost biti usmjerena na Kinu. Kao najveći svjetski' emiter CO2, napori Kine' da dekarbonizira svoj energetski sustav bit će kritični za cilj ograničavanja porasta globalne prosječne površinske temperature na 1,5 Celzijevih stupnjeva.

Kina je već preuzela velike obveze prema prelasku svojih energetskih sustava na obnovljive izvore energije, posebno na proizvodnju energije iz solarnih, vjetro- i hidro izvora. Međutim, postoje mnoge nepoznanice o budućnosti solarne energije u Kini, uključujući njezinu cijenu, tehničku izvedivost i kompatibilnost mreže u nadolazećim desetljećima. Nedavne projekcije troškova budućeg potencijala solarne energije u Kini oslanjale su se na zastarjele i precijenjene troškove solarnih panela i njihove instalacije te tehnologije skladištenja poput litij-ionskih baterija.

Koliko će solarna energija stvarno koštati u Kini u nadolazećim desetljećima, uključujući izazove koje njezina inherentna varijabilnost predstavlja za mrežu?

Istraživači s Harvarda, Sveučilišta Tsinghua u Pekingu, Sveučilišta Nankai u Tianjinu i Renmin kineskog sveučilišta u Pekingu otkrili su da bi solarna energija mogla osigurati 43,2% kineskih'potreba za električnom energijom 2060. na manje od dva i pol u SAD-u centi po kilovatsatu. Za usporedbu, carine na energiju ugljena u Kini su se kretale u rasponu od 3,6 do 6,5 centi po kilovatsatu u 2019.

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

& quot; Nalazi ističu ključnu točku prijelaza energije, ne samo za Kinu već i za druge zemlje, u kojoj kombinirani sustavi solarne energije i skladištenja postaju jeftinija alternativa električnoj energiji iz ugljena i opcija koja je kompatibilnija s mrežom," rekao je Michael B. McElroy, Gilbert Butler, profesor studija okoliša na Harvardskoj školi inženjerstva i primijenjenih znanosti John A. Paulson (SEAS) i korespondentni autor studije.

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

Lu je doktorirao. s Harvard Graduate School of Arts and Sciences i počeo postavljati temelje za studij kao postdoktorski suradnik i znanstveni suradnik na Harvard China Project on Energy, Economy and Environment sa sjedištem u SEAS-u.

Istraživački tim razvio je integrirani model za procjenu potencijala solarne energije u Kini i njezine cijene od 2020. do 2060. godine. Model prvo uzima u obzir čimbenike kao što su korištenje zemljišta u cijeloj Kini, mogući nagib i razmak solarnih panela te meteorološke uvjete 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 ugljena sada i u budućnosti. Nadovezujući se na ove temelje, studija je razvila model optimizacije po satu kako bi se procijenili dodatni troškovi sustava za pohranu energije potrebnih za izglađivanje varijacija solarne proizvodnje tako da se može integrirati u mrežu kako bi se zadovoljila potražnja za električnom energijom.

Istraživači su prvi otkrili da je fizički potencijal solarnih PV-a, koji uključuje koliko solarnih panela može biti instalirano i koliko solarne energije mogu proizvesti, u Kini dosegao 99,2 petavat-časa 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 izravno troše vozila, tvornice, grijanje zgrada i drugo. Nalazi pokazuju da je solarna fotonaponska energija 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 ugljen, a udio će rasti i dalje. Ova troškovna prednost znači da Kina može ulagati u skladišne ​​kapacitete, kao što su baterije, i dalje isplativo opskrbljivati ​​7,2 petavat-sata ili 43,2% potražnje za električnom energijom u cijeloj zemlji do 2060. godine.

& quot;Većina sada shvaća da klimatske promjene zahtijevaju prelazak s korištenja fosilne energije," rekao je Chris P. Nielsen, izvršni direktor Harvard-China Project i koautor rada."Ne shvaćaju mnogi da je dekarbonizacija elektroenergetskog sustava ključna točka, pogotovo jer se sve više sektora elektrificira, a da je prilagođavanje mreže obnovljivih varijabilnosti najteži dio slagalice. To'veliki je 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 opadati, posebno za skladištenje, moglo bi postojati mogućnosti za pogon vozila, grijanje ili hlađenje zgrada ili proizvodnju industrijskih kemikalija, sve koristeći solarnu energiju. Ovo bi proširilo klimatske i ekološke prednosti solarne energije daleko izvan energetskog sektora kako se tradicionalno zamišlja," rekao je Shi Chen, suautor rada koji je pomogao voditi studiju kao Tsinghua Ph.D. student i gostujući suradnik na Harvard China Project.

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 djelomično podržan donacijama Ureda predsjednika Sveučilišta Harvard i Harvard Global Institute za Harvard-Kineski projekt za energiju, gospodarstvo i okoliš.