電力碳中和新方案有望每年“省”1.2萬億元

近日，華中科技大學(xué)電氣學(xué)院教授陳新宇課題組與哈佛大學(xué)研究人員在《焦耳》發(fā)表了關(guān)于碳中和的最新聯(lián)合研究成果。該研究通過電力能源系統(tǒng)數(shù)字孿生平臺分析，給出最優(yōu)碳中和轉(zhuǎn)型路徑，預(yù)計可降低年化成本1.2萬億元。

聯(lián)合團隊經(jīng)過6年攻關(guān)，形成了電力能源系統(tǒng)數(shù)字孿生平臺。平臺包含超過40年的高精度陸上風(fēng)電、海上風(fēng)電和光伏發(fā)電歷史資源評估，全國超過5000臺火電機組的詳細的地理位置和運行情況，全國所有規(guī)模以上水電機組的流量信息與運行特性，全國跨省輸電線網(wǎng)架數(shù)據(jù)，全國各省電網(wǎng)實際運行的小時級負荷需求，以及目前主流的儲能技術(shù)和最具前景的幾種電解水制氫技術(shù)的性能和造價預(yù)測等數(shù)據(jù)。基于該平臺，形成了全年8760小時、60個不同場景小時級精度運行模擬和最優(yōu)投資計劃。

研究顯示，不同減排路徑之間年化投資和運營總成本相差2.3萬億元。研究提供的最優(yōu)碳中和轉(zhuǎn)型路徑不僅技術(shù)可行，而且經(jīng)濟性優(yōu)于傳統(tǒng)化石燃料為主的能源系統(tǒng)。該方案相比各省單獨推進碳中和轉(zhuǎn)型方案，可降低年化成本1.2萬億元。

該研究分析了實現(xiàn)80%可再生能源滲透率目標下全國統(tǒng)籌規(guī)劃與各省分別規(guī)劃的投資和運行結(jié)果，強調(diào)了統(tǒng)籌規(guī)劃輸電線網(wǎng)絡(luò)、加強各省電力系統(tǒng)聯(lián)系的重要性。全國統(tǒng)籌規(guī)劃中，跨省區(qū)輸電網(wǎng)絡(luò)的加大投資能夠有效促進可再生能源的消納，利用大空間范圍削弱可再生能源的波動性，大幅降低儲能投資，并在很大程度上緩解我國負荷和資源分布極端不均勻的問題。

由中國科學(xué)院院士程時杰與美國哈佛大學(xué)教授Michael McElroy領(lǐng)銜的科研團隊建議，應(yīng)加強電力能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型路徑的科學(xué)頂層設(shè)計，缺乏科學(xué)規(guī)劃會給能源的安全穩(wěn)定運行帶來挑戰(zhàn)。同時，需統(tǒng)籌規(guī)劃全國跨省輸電網(wǎng)的格局，通過發(fā)展區(qū)域內(nèi)和區(qū)域間的特高壓輸電技術(shù)，降低全國總投資費用。此外，海上風(fēng)電將成為遠期我國東南沿海負荷中心低成本脫碳的最大來源，需進一步加強對海上風(fēng)電的投資和研發(fā)力度。