太陽エネルギーは2060年までに中国全土で安くて信頼できる

スコットランドのグラスゴーで開催される国連気候変動会議では、中国に多くの注目が集まるでしょう。 世界&＃39;最大のCO2エミッターである中国&＃39;のエネルギーシステムを脱炭素化する取り組みは、世界の平均表面温度の上昇を摂氏1.5度に制限するという目標にとって重要です。

中国はすでに、エネルギーシステムを再生可能エネルギー、特に太陽光、風力、水力発電からの発電に移行することに大きなコミットメントを行っています。 しかし、今後数十年のコスト、技術的実現可能性、グリッドの互換性など、中国の太陽エネルギーの将来については多くの不明な点があります。 中国における将来の太陽エネルギーの可能性のコストの最近の予測は、ソーラーパネルとその設置、およびリチウムイオン電池のような貯蔵技術の時代遅れで過大評価されたコストに依存しています。

太陽光発電は、その固有の変動性がグリッドにもたらす課題を含め、今後数十年で実際に中国でどれくらいの費用がかかりますか？

ハーバード、北京の清華大学、天津の南開大学、北京の中国人民大学の研究者は、太陽エネルギーが2060年の中国&＃39;の電力需要の43.2％を米国の2.5未満で提供できることを発見しました。キロワット時あたりのセント。 比較のために、中国の石炭火力料金は2019年にキロワット時あたり3.6から6.5セントの範囲でした。

この研究は、全米科学アカデミー（PNAS）の議事録のカバー記事として公開されています。

& quot;調査結果は、中国だけでなく他の国々にとっても重要なエネルギー転換点を浮き彫りにしています。そこでは、太陽光発電と貯蔵システムの組み合わせが、石炭火力発電のより安価な代替手段となり、よりグリッド互換性のあるオプションになります。& quot; ハーバード・ジョン・A・ポールソン工学応用科学大学院（SEAS）のギルバート・バトラー環境学教授であり、同研究の著者であるマイケル・B・マッケルロイは述べた。

& quot;今日、中国のほとんどの地域で補助金なしの太陽光発電は石炭火力よりも安くなっています。このコスト競争力のある利点は、技術の進歩とコストの低下により、まもなく全国に拡大します。& quot; 清華大学環境学部准教授であり、同論文の著者であるXiLu氏は述べた。"私たちの結果は、太陽光発電の経済的競争力とストレージシステムへの投資を組み合わせることで、グリッドディスパッチに追加のメリットをもたらす可能性があることを示しています。これは、中国の将来の電気システムの運用にとって特に重要です。"

ルーは博士号を取得しました。 ハーバード大学大学院芸術科学研究科を卒業し、SEASを拠点とするハーバード大学エネルギー、経済、環境プロジェクトの博士研究員および研究員として研究の基礎を築き始めました。

研究チームは、中国の太陽エネルギーの可能性と2020年から2060年までのコストを評価するための統合モデルを開発しました。 このモデルでは、まず、中国全土の土地利用、ソーラーパネルの傾斜と間隔の可能性、日射量や気温などの気象条件を考慮して、空間と時間の両方にわたる太陽光発電の物理的ポテンシャルを推定します。

次に、チームは投資コストと技術変更の速度を統合して、現在および将来の石炭火力と比較した太陽光発電の進化するコスト競争力を把握しました。 この基盤に基づいて、この調査では、電力需要に合わせてグリッドに統合できるように、太陽光出力の変動を平滑化するために必要な電力貯蔵システムの追加コストを評価するための1時間ごとの最適化モデルを開発しました。

研究者たちは最初に、設置可能なソーラーパネルの数とそれらが生成できる太陽エネルギーの量を含む太陽光発電の物理的可能性が2020年に99.2ペタワット時間に達したことを発見しました。これは国の2倍以上です&＃39 ;電気だけでなく、車両、工場、建物の暖房などによって直接消費される燃料を含む、あらゆる形態のエネルギーの総消費量。 調査結果は、太陽光発電が中国&＃39;の脱炭素化にとって莫大な資源であることを示しています。

その後、彼らはそのコスト競争力を実証し、2020年の潜在力の78.6％が地元の石炭火力の現在の価格以下であり、シェアはさらに成長する予定です。 このコスト優位性は、中国がバッテリーなどの貯蔵容量に投資し、2060年までに7.2ペタワット時または全国の電力需要の43.2％を費用効果的に供給することができることを意味します。

& quot;現在、気候変動には化石エネルギーの使用からの移行が必要であることにほとんどの人が気づいています。& quot; ハーバード・チャイナ・プロジェクトの常務取締役であり、論文の共著者であるクリス・P・ニールセンは述べた。"特により多くのセクターが電化されるにつれて、電力システムの脱炭素化が要であり、再生可能エネルギーの変動性のグリッドによる適応がパズルの最も難しい部分であることを認識している人はそれほど多くありません。 &＃39;ストレージが競争力のあるコストで太陽光発電をグリッド互換にすることができれば、中国だけでなく、大きな進歩です。"

& quot;私たちの調査によると、特に貯蔵のコストが下がり続けると、すべて太陽エネルギーを使用して、車両に電力を供給したり、建物を暖めたり冷やしたり、工業用化学物質を生産したりする機会があります。 これは、太陽エネルギーの気候と環境への利益を、伝統的に考えられている電力部門をはるかに超えて拡大するでしょう、& quot; 清華大学博士号として研究を主導するのを助けた論文の共同筆頭著者であるShiChenは述べた。 ハーバードチャイナプロジェクトの学生と客員研究員。

この研究は、Chongyu Zhang、Jiacong Li、He Xu、Ye Wu、Shuxiao Wang、Feng Song、Chu Wei、Kebin He、JimingHaoによって共同執筆されました。

この作業は、ハーバード大学の学長室とハーバードグローバルインスティテュートからのエネルギー、経済、環境に関するハーバード-中国プロジェクトへの助成金によって部分的に支援されました。