在“雙碳”目標下 中國風光技術仍需不斷創(chuàng)新

在“雙碳”目標下，發(fā)展風、光等可再生能源是實現(xiàn)低碳發(fā)展承諾、能源結構轉型的一項重要舉措，也是構建新型電力系統(tǒng)的關鍵、實現(xiàn)“零碳”電力系統(tǒng)的“主力軍”。隨著風、光可再生能源電力的大規(guī)模開發(fā)，風、光發(fā)電全產業(yè)鏈在技術、成本、安全供應、生態(tài)效益等方面面臨著前所未有的機遇與挑戰(zhàn)。

 

日前，在清華大學碳中和研究院主辦、清華大學環(huán)境學院承辦的《中國碳中和目標下的風光技術展望》報告發(fā)布會上，與會專家共同探討了風光技術發(fā)展的關鍵問題和未來路徑。

 

“氣候危機的加劇使得世界各國通過科技創(chuàng)新來加快推動綠色低碳轉型這個需求越來越迫切。前不久剛剛結束的COP28最終達成了協(xié)議，呼吁各國以公正、有序、公平的方式減少能源系統(tǒng)對化石燃料的依賴。”中國工程院院士、清華大學碳中和研究院院長賀克斌這樣談到。

 

報告顯示，我國風能、太陽能資源十分豐富，可開發(fā)潛力大。根據大量的研究估算，我國估計100米高度的風能資源（包括陸上風能和海上風能）的技術可開發(fā)量達到10.9至20.1太瓦，以光伏發(fā)電（包括集中式和分布式光伏）為首的太陽能發(fā)電技術可開發(fā)量達到45.6至58.9太瓦，風光的理論裝機容量遠大于碳中和目標下的風光裝機需求。在碳達峰碳中和的背景下，中國未來風能和太陽能發(fā)電將以倍增式發(fā)展。2060年我國的風電與光伏裝機量將達到2020年風光總裝機量的十倍以上，且隨著風光發(fā)電技術的不斷發(fā)展與發(fā)電效率的提升，2060年的風光發(fā)電量將達到2020年風光發(fā)電量的十三倍以上。

 

賀克斌談到，隨著風、光可再生能源電力的大規(guī)模開發(fā)，風光發(fā)電全產業(yè)鏈的技術、成本、安全工藝、生態(tài)效益等都面臨前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。所以我們需要構建技術先進、成本低廉、安全穩(wěn)定、生態(tài)友好的風光發(fā)電技術體系，來引領我國可再生能源行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

 

能源基金會首席執(zhí)行官兼中國區(qū)總裁鄒驥表示，COP28為全球可再生能源發(fā)展確定了新目標，全球可再生能源發(fā)展正迎來一次全新的、高歌猛進的浪潮。在過去十年，以至更長時間內，實踐表明中國已經開始引領這一輪全球范圍內的可再生能源科技革命和產業(yè)革命的潮流。然而，當前中國可再生能源前進道路仍面臨來自技術、市場、資金等方面的諸多挑戰(zhàn)，如現(xiàn)有電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行尚不能承載碳中和所要求的間歇高比例可再生能源的比例，短期內全供應鏈和需求側尚不能做到動態(tài)均衡等，未來需加速打通各方面發(fā)展“堵點”，推動可再生能源可持續(xù)良性發(fā)展。

 

國家氣候戰(zhàn)略中心首任主任、中國能源研究會常務理事李俊峰也表示，風光可再生能源的發(fā)展正處在挑戰(zhàn)與機遇并存的時代。前不久的COP28上，各國就能源轉型達成共識，把可再生能源的發(fā)電能力提高三倍，為可再生能源的加速發(fā)展提供了全球背景，中國可再生能源的發(fā)展將對全球作出重大貢獻。但與此同時，大規(guī)模的風電光伏發(fā)展面臨著技術、脫鉤斷鏈、產能過剩等重大挑戰(zhàn)，未來如何形成新的良好健康的產業(yè)生態(tài)是需要思考解決的問題。

 

以風電技術為例。報告顯示，從全球產業(yè)鏈來看，我國已經成為全球最大的風電裝備制造基地，除了主軸承之外，我國風電零部件國產化率超過95%，風電機組產量占到全球的三分之二以上，產品銷往近50個國家和地區(qū)。目前我國陸上風電技術完全成熟，引領全球風電技術發(fā)展。當前，我國的風電技術已經進入“無人區(qū)”，達到了現(xiàn)有技術邊界，進一步大型化發(fā)展需要力學特性和電氣特性的理論突破。此外，仍有一些技術瓶頸有待解決，風能產業(yè)鏈部分環(huán)節(jié)對國外依賴度比較高，主要包括風資源分析、風電機組整機設計仿真等工程仿真軟件，關鍵軸承、變流器、控制器中的關鍵電子器件，碳纖維、巴沙木、潤滑劑等關鍵材料等。

 

清華大學碳中和研究院減污降碳協(xié)同增效研究中心主任、環(huán)境學院教授王燦表示，從全球產業(yè)鏈和供應鏈安全的角度，中國風光技術具有獨特優(yōu)勢，已成為全球最大的光伏和風電市場，為全球風光技術進步和成本下降作出了巨大貢獻。面向碳中和目標，中國風光技術仍需不斷創(chuàng)新，且未來高比例風光發(fā)電的電力系統(tǒng)在面對極端天氣時的韌性需進一步提升，他呼吁風光領域未來進行跨學科合作，結合人工智能領域等新技術，發(fā)展更加可靠的綠色技術。