于洋課題組研究揭示可再生能源擠出核電導致碳排放上升的風險

交叉信息研究院于洋課題組與合作者發(fā)現(xiàn)在有核電的地區(qū)，風電和光伏的發(fā)展會造成一段時間內(nèi)的碳排放上升。研究發(fā)現(xiàn)到2030年前，由于風電光伏的增長，在美國的兩個主要電力市場中將因擠出核電，而累積造成接近1.4億噸的額外溫室氣體排放。風電和光伏，普遍被認為是零碳排放的發(fā)電技術。因此，推動風電光伏替代化石能源發(fā)電，成為了各國和各地區(qū)能源低碳轉型最主要的策略。然而，這一反直覺的發(fā)現(xiàn)，揭示了現(xiàn)有碳減排戰(zhàn)略對氣候變化帶來了潛在的風險，有必要及時進行調(diào)整。

 

通過對風電光伏不確定性對市場競爭和投資的分析，研究發(fā)現(xiàn)了風電光伏進入電力市場后的復雜鏈式反應。在有核電的市場中，風電光伏的增長會導致核電過早退出市場。與此同時，風電和光伏并不能完全填補因核電退出而遺留的市場份額。這導致了化石能源進而填補了核電留下的部分市場份額。換而言之，風電光伏的增長，推動了高碳排放的煤炭和天然氣發(fā)電替代零碳排放的核電，因而造成碳排放的上升。

 

該研究進一步分析發(fā)現(xiàn)，由于擠出效應的存在，風電和光伏的組成比對未來幾十年碳排放累積量的大小有關鍵性的影響。合理的風電光伏比例能最大限度的推遲擠出效應的發(fā)生，同時帶來最和緩的碳排放增速，從而最小化碳排放的累積量。如圖所示美國得克薩斯州市場的風電和光伏比例最優(yōu)演化路徑。

 

令人憂慮的是，一些被基于厚望的技術，例如儲能技術，并不能有效緩解風電光伏擠出核電造成的碳排放。上述發(fā)現(xiàn)不僅指出了現(xiàn)有全球碳排放削減戰(zhàn)略的風險，也提出了一系列政策改進建議，包括了在現(xiàn)有新能源發(fā)電指標政策中，明確風電光伏在不同階段的比例、補貼核電避免其過早退出市場等。

 

該研究發(fā)表在Cell Press子刊《交叉科學》（iScience）上，該期刊涵蓋生命、物理、地學及環(huán)境科學領域的基礎和跨學科領域的研究。該論文的第一作者為中國石油大學趙曉麗教授，通訊作者為于洋助理教授，其他合作者包括了清華大學環(huán)境學院和中國石油大學經(jīng)管學院。