Китай вже взяв на себе серйозні зобов'язання щодо переходу своїх енергетичних систем на поновлювані джерела енергії. Однак залишається багато невідомого у майбутньому сонячної енергетики КНР, включаючи вартість, технічну сторону і сумісність з мережевим господарством в найближчі десятиліття.
Скільки насправді коштуватиме сонячна енергія в Китаї в найближчі десятиліття з урахуванням тих проблем, які притаманна їй мінливість ставить перед енергосистемою?
Дослідники з Гарварду, Університету Цінхуа в Пекіні, Нанкайського університету в Тяньцзіні та Китайського університету Женьмінь в Пекіні виявили, що сонячна енергетика може забезпечити 43,2% потреб Китаю в електроенергії у 2060 році за ціною менше 2.5 США за кіловат-годину. Це ціна з урахуванням експлуатації систем накопичення енергії, що забезпечують ефективну інтеграцію сонячної генерації в енергосистему. Для порівняння: у 2019 році тарифи на вугільну електроенергію в Китаї становили від 3,6 до 6,5 центів за кіловат-годину.
Дослідження опубліковане в науковому журналі Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
«Результати вказують на критичну точку енергетичного переходу не тільки для Китаю, але і для інших країн, коли комбіновані системи - сонячна генерація і накопичувачі енергії - стають дешевшою альтернативою вугільної електроенергії й більш сумісним з мережами варіантом», - зазначив Майкл Б. МакЕлрой, професор Гарвардської школи інженерних і прикладних наук ім. Джона А. Полсона (SEAS) і співавтор дослідження.
«Сьогодні сонячна енергетика без субсидій стала дешевше вугільної на більшій частині території Китаю, і це конкурентна перевага скоро пошириться на всю країну через технологічні досягнення і зниження витрат», - додав Сі Лу, інший співавтор статті, доцент Школи навколишнього середовища, Університет Цінхуа . «Наші результати показують, що економічна конкурентоспроможність сонячної енергетики в поєднанні з інвестиціями в системи зберігання може забезпечити додаткові переваги для диспетчеризації мережі, що буде особливо важливо для роботи майбутніх електричних систем у Китаї».
Дослідницька група розробила інтегровану модель для оцінки потенціалу сонячної енергії в Китаї та її вартості у 2020-2060 роках. Модель враховує такі фактори, як землекористування на всій території КНР, можливий нахил і відстань між сонячними панелями, а також метеорологічні умови, такі як сонячне випромінювання і температура. Таким чином оцінювався фізичний потенціал сонячної енергетики в простор та часі.
Потім команда врахувала інвестиційні витрати і швидкість технологічних змін, щоб відобразити зростаючу конкурентоспроможність сонячної енергії в порівнянні з вугільною в даний час і в майбутньому. Грунтуючись на цьому фундаменті, була розроблена модель погодинної оптимізації для оцінки додаткових витрат на системи накопичення енергії, необхідні для згладжування коливань вироблення сонячної енергетики.
Дослідники виявили, що фізичний потенціал сонячних фотоелектричних систем (кількість сонячних панелей, які можна встановити, і обсяг виробленої ними електроенергії) в Китаї становить 64.3 ГВт встановленої потужності і 99,2 ПВт*г. Це удвічі більше ніж загальне споживання енергії в країні у всіх формах, не тільки споживання електрики! Для порівняння, в кінці 2020 року в Китаї було встановлено приблизно 254 ГВт сонячних електростанцій, а до 2030 року, згідно з недавнім прогнозом, їх загальна потужність може вирости до 890 ГВт.
Таким чином, результати показують, що сонячна енергія - це величезний ресурс для декарбонізації Китаю.
Потім автори оцінили конкурентоспроможність цього потенціалу з точки зору витрат. Вже в 2021 році 78,6% сонячного потенціалу може забезпечити електроенергію за вартістю на рівні або нижче поточних цін на вугільну електроенергію, і ця частка буде зростати. До 2023 року вже 100% сонячного потенціалу досягне цінового паритету з вугіллям.
Ця цінова перевага означає, що Китай може інвестувати в системи накопичення енергії, такі як батареї, і, не дивлячись на ці істотні додаткові витрати, економічно ефективно забезпечувати за допомогою енергії сонця 7,2 ПВт*г, або 43,2% загальнонаціонального споживання електроенергії до 2060 році. Це свого роду оптимальна величина, що дозволяє забезпечити мінімальну вартість і, з іншого боку, легку інтеграцію сонячної генерації у енергосистему.
«Наше дослідження показує, що, якщо витрати будуть й далі знижуватися, особливо на зберігання енергії, можуть з'явитися можливості для забезпечення сонячною енергією транспорт, теплопостачання та охолодження будівель або виробництво хімікатів. Це перенесе кліматичні та екологічні переваги сонячної енергії далеко за межі енергетичного сектора», - зазначив Ши Чен, ще один співавтор статті.
Потім команда врахувала інвестиційні витрати й швидкість технологічних змін, щоб показати дедалі більшу конкурентоспроможність сонячної енергії в порівнянні з вугільною в цей час і в майбутньому. Ґрунтуючись на цьому фундаменті, була розроблена модель погодинної оптимізації для оцінки додаткових витрат на системи накопичення енергії, необхідні для згладжування коливань вироблення сонячної енергетики.
Дослідники виявили, що фізичний потенціал сонячних фотоелектричних систем (кількість сонячних панелей, які можна встановити, і обсяг виробленої ними електроенергії) в Китаї становить 64.3 ГВт встановленої потужності й 99,2 ПВт*г. Це вдвічі більше ніж загальне споживання енергії в країні у всіх формах, не тільки споживання електрики! Для порівняння, в кінці 2020 року в Китаї було встановлено приблизно 254 ГВт сонячних електростанцій, а до 2030 року, згідно з недавнім прогнозом, їх загальна потужність може вирости до 890 ГВт.
Таким чином, результати показують, що сонячна енергія - це величезний ресурс для декарбонізації Китаю.
Потім автори оцінили конкурентоспроможність цього потенціалу з точки зору витрат. Вже у 2021 році 78,6% сонячного потенціалу може забезпечити електроенергію за вартістю на рівні або нижче поточних цін на вугільну електроенергію, і ця частка буде зростати. До 2023 року вже 100% сонячного потенціалу досягне цінового паритету з вугіллям.
Ця цінова перевага означає, що Китай може інвестувати в системи накопичення енергії, такі як батареї, і, не дивлячись на ці істотні додаткові витрати, економічно ефективно забезпечувати за допомогою енергії сонця 7,2 ПВт*г, або 43,2% загальнонаціонального споживання електроенергії до 2060 році. Це свого роду оптимальна величина, що дозволяє забезпечити мінімальну вартість і, з іншого боку, легку інтеграцію сонячної генерації в енергосистему.
«Наше дослідження показує, що, якщо витрати будуть й далі знижуватися, особливо на зберігання енергії, можуть з'явитися можливості для забезпечення сонячною енергією транспорт, теплопостачання та охолодження будівель або виробництво хімікатів. Це перенесе кліматичні та екологічні переваги сонячної енергії далеко за межі енергетичного сектора», - зазначив Ши Чен, ще один співавтор статті.
Раніше ЕлектроВісті писали, що влада Китаю доручила енергокомпаніям забезпечити достатні запаси енергоносіїв до зими
Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber
