Güneş Enerjisi 2060'a Kadar Çin'de Ucuz ve Güvenilir Olabilir

İskoçya, Glasgow'da yapılacak olan BM İklim Değişikliği Konferansı'nda, Çin'e daha çok dikkat çekilecek. Dünyanın' en büyük CO2 yayıcısı olan Çin'in' enerji sistemini karbondan arındırma çabaları, küresel ortalama yüzey sıcaklığındaki artışı 1,5 santigrat derece ile sınırlama hedefi için kritik olacaktır.

Çin, enerji sistemlerini yenilenebilir kaynaklara, özellikle güneş, rüzgar ve hidro kaynaklardan elektrik üretimine geçiş konusunda şimdiden büyük taahhütlerde bulundu. Bununla birlikte, önümüzdeki on yıllarda maliyeti, teknik fizibilitesi ve şebeke uyumluluğu da dahil olmak üzere Çin'de güneş enerjisinin geleceği hakkında pek çok bilinmeyen var. Çin'de gelecekteki güneş enerjisi potansiyelinin maliyetine ilişkin son tahminler, güneş panellerinin ve bunların kurulumunun eski ve fazla tahmin edilen maliyetlerine ve lityum iyon piller gibi depolama teknolojilerine dayanıyordu.

Güneş enerjisi, doğal değişkenliğinin şebekeye getirdiği zorluklar da dahil olmak üzere, önümüzdeki on yıllarda Çin'de gerçekten ne kadara mal olacak?

Harvard, Pekin'deki Tsinghua Üniversitesi, Tianjin'deki Nankai Üniversitesi ve Pekin'deki Renmin Üniversitesi'nden araştırmacılar, güneş enerjisinin 2060 yılında Çin'in'ın elektrik talebinin %43,2'sini iki buçuk ABD'den daha az bir sürede karşılayabileceğini buldular. kilovatsaat başına sent. Karşılaştırma için, Çin'deki kömür tarifeleri 2019'da kilovatsaat başına 3,6 ila 6,5 ​​sent arasında değişiyordu.

Araştırma, Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) dergisinin kapak makalesi olarak yayınlandı.

& quot;Bulgular, yalnızca Çin için değil, diğer ülkeler için de, birleşik güneş enerjisi ve depolama sistemlerinin kömürle çalışan elektriğe daha ucuz bir alternatif ve daha şebeke uyumlu bir seçenek haline geldiği önemli bir enerji geçiş noktasını vurguluyor,&alıntı; Harvard John A. Paulson Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu'nda (SEAS) Gilbert Butler Çevre Çalışmaları Profesörü ve çalışmanın ortak yazarı Michael B. McElroy dedi.

& quot;Bugün, sübvansiyonsuz güneş enerjisi, Çin'in çoğu yerinde kömürden daha ucuz hale geldi ve bu maliyet-rekabet avantajı, teknolojideki ilerlemeler ve maliyet düşüşleri nedeniyle yakında tüm ülkeye yayılacak," Xi Lu, Tsinghua Üniversitesi Çevre Okulu'ndan Doçent ve makalenin ortak yazarı.&"Sonuçlarımız, depolama sistemlerine yapılan yatırımlarla birleştirilen güneş enerjisinin ekonomik rekabet gücünün, Çin'de gelecekteki elektrik sistemlerinin işletilmesi için özellikle önemli olacak olan şebeke dağıtımı için ekstra faydalar sağlayabileceğini gösteriyor.&alıntı;

Lu, doktora derecesini aldı. Harvard Fen Bilimleri Enstitüsü'nden mezun oldu ve SEAS merkezli Harvard Çin Enerji, Ekonomi ve Çevre Projesi'nde doktora sonrası araştırmacı ve araştırma görevlisi olarak çalışma için zemin hazırlamaya başladı.

Araştırma ekibi, Çin'deki güneş enerjisi potansiyelini ve 2020-2060 arasındaki maliyetini değerlendirmek için entegre bir model geliştirdi. Model ilk olarak Çin genelinde arazi kullanımları, güneş panellerinin olası eğimi ve aralıkları ve güneş radyasyonu ve sıcaklık gibi meteorolojik koşullar gibi faktörleri, güneş enerjisinin hem uzayda hem de zamandaki fiziksel potansiyelini tahmin etmek için hesaba katıyor.

Ekip daha sonra, şimdi ve gelecekte kömür enerjisine göre güneş enerjisinin gelişen maliyet rekabet gücünü yakalamak için yatırım maliyetlerini ve teknolojik değişikliklerin hızını entegre etti. Bu temel üzerine inşa edilen çalışma, elektrik talebini karşılamak üzere şebekeye entegre edilebilmesi için güneş enerjisi çıkışındaki değişimleri yumuşatmak için gereken güç depolama sistemlerinin ek maliyetlerini değerlendirmek için saatlik bir optimizasyon modeli geliştirdi.

Araştırmacılar ilk olarak Çin'de kaç tane güneş paneli kurulabileceğini ve ne kadar güneş enerjisi üretebileceklerini içeren güneş PV'sinin fiziksel potansiyelinin 2020'de 99.2 petawatthour'a ulaştığını buldu. Bu, ülkenin iki katından fazla' Sadece elektrik değil, aynı zamanda araçlar, fabrikalar, bina ısıtması ve daha fazlası tarafından doğrudan tüketilen yakıtlar da dahil olmak üzere tüm formlardaki toplam enerji tüketimi. Bulgular, solar PV'nin Çin'in'nin karbondan arındırılması için muazzam bir kaynak olduğunu gösteriyor.

Daha sonra, 2020'deki potansiyelin %78,6'sı yerel kömürle çalışan enerjinin mevcut fiyatlarına eşit veya daha düşük olacak şekilde maliyet-rekabet gücünü gösterdiler ve bu pay daha da artacak. Bu maliyet avantajı, Çin'in piller gibi depolama kapasitesine yatırım yapabileceği ve 2060 yılına kadar 7,2 petawatt-saat veya ülke çapındaki elektrik talebinin %43,2'sini maliyet etkin bir şekilde karşılayabileceği anlamına geliyor.

& quot;Çoğu şimdi iklim değişikliğinin fosil enerji kullanımından uzaklaşmayı gerektirdiğini anlıyor," Harvard-Çin Projesi'nin yönetici direktörü ve makalenin ortak yazarı Chris P. Nielsen dedi.&"Özellikle daha fazla sektör elektriklenirken ve yenilenebilir değişkenlik şebekesine uyum sağlamanın bulmacanın en zor kısmı olduğu için, güç sisteminin karbondan arındırılmasının kilit nokta olduğunun pek çoğu farkında değil.' depolamanın rekabetçi bir maliyetle güneş enerjisi şebekesini uyumlu hale getirmesi, yalnızca Çin için değil, büyük bir atılım.&alıntı;

& "Araştırmamız, özellikle depolama için maliyetler düşmeye devam ederse, tümü güneş enerjisi kullanarak araçlara güç sağlamak, binaları ısıtmak veya soğutmak veya endüstriyel kimyasallar üretmek için fırsatlar olabileceğini gösteriyor. Bu, güneş enerjisinin iklim ve çevresel faydalarını geleneksel olarak düşünüldüğü gibi enerji sektörünün çok ötesine taşıyacaktır," Araştırmayı Tsinghua Ph.D. olarak yönetmeye yardımcı olan makalenin ilk yazarı Shi Chen dedi. Harvard Çin Projesi'nde öğrenci ve misafir öğretim üyesi.

Bu araştırma, Chongyu Zhang, Jiacong Li, He Xu, Ye Wu, Shuxiao Wang, Feng Song, Chu Wei, Kebin He ve Jiming Hao tarafından ortaklaşa yazılmıştır.

Bu çalışma, kısmen Harvard Üniversitesi Rektörlük Ofisi ve Harvard Küresel Enstitüsü tarafından Harvard-Çin Enerji, Ekonomi ve Çevre Projesi'ne verilen hibelerle desteklenmiştir.