태양 에너지는 2060년까지 중국 전역에서 저렴하고 신뢰할 수 있습니다.

스코틀랜드 글래스고에서 열리는 유엔기후변화회의에서는 중국에 많은 관심이 집중될 것입니다. 세계 최대 CO2 배출국인 중국& #39;의 에너지 시스템을 탈탄소화하려는 노력은 지구 평균 표면 온도 상승을 섭씨 1.5도로 제한하는 목표에 매우 중요합니다.

중국은 이미 에너지 시스템을 재생 에너지, 특히 태양열, 풍력 및 수력 발전으로 전환하는 데 중요한 약속을 했습니다. 그러나 향후 수십 년 동안의 비용, 기술적 타당성 및 그리드 호환성을 포함하여 중국의 태양 에너지의 미래에 대해 알려지지 않은 것이 많이 있습니다. 중국의 미래 태양 에너지 잠재력 비용에 대한 최근 예측은 태양 전지판과 설치 비용, 리튬 이온 배터리와 같은 저장 기술에 대한 오래되고 과대평가된 비용에 의존했습니다.

태양광 발전의 고유한 가변성이 그리드에 제기하는 문제를 포함하여 향후 수십 년 동안 중국에서 태양광 발전 비용은 실제로 얼마나 들까요?

하버드, 베이징 칭화대학교, 톈진 난카이대학교, 베이징 중국 인민대학교의 연구원들은 태양 에너지가 미국의 2.5배 미만으로 2060년 중국 전력 수요의 43.2%를 제공할 수 있음을 발견했습니다. 킬로와트시당 센트. 비교를 위해 2019년 중국의 석탄 발전 요금은 킬로와트시당 3.6~6.5센트였습니다.

이번 연구는 미국국립과학원회보(PNAS) 표지논문으로 게재됐다.

& quot;이 연구 결과는 중국뿐만 아니라 다른 국가에서도 중요한 에너지 전환점을 강조하며, 태양열 발전과 저장 시스템을 결합한 석탄 화력 전기에 대한 더 저렴한 대안이 되고 그리드와 더 호환되는 옵션이 될 것입니다.&인용; 하버드 존 A. 폴슨 공학 및 응용 과학 학교(SEAS)의 환경 연구 교수이자 이 연구의 공동 교신 저자인 마이클 B. 맥엘로이(Michael B. McElroy)는 말했습니다.

& quot;오늘 중국 대부분 지역에서 보조금 없는 태양광 발전이 석탄 발전보다 저렴해졌고, 이 비용 경쟁력은 기술 발전과 비용 감소로 인해 곧 전국으로 확대될 것입니다." 이 논문의 공동 교신저자인 칭화대학교 환경대학 부교수인 Xi Lu가 말했습니다."우리의 결과는 저장 시스템에 대한 투자와 결합된 태양광 발전의 경제적 경쟁력이 그리드 디스패치에 추가 이점을 제공할 수 있음을 보여주며, 이는 중국의 미래 전기 시스템 운영에 특히 중요합니다.&따옴표;

Lu는 박사 학위를 받았습니다. 하버드 예술 과학 대학원에서 박사 후 연구원 및 연구원으로 연구를 위한 토대를 마련하기 시작했습니다.

연구팀은 2020-2060년 중국의 태양 에너지 잠재력과 비용을 평가하기 위해 통합 모델을 개발했습니다. 이 모델은 먼저 중국 전역의 토지 사용, 태양 전지판의 기울기 및 간격, 태양 복사 및 온도와 같은 기상 조건과 같은 요인을 고려하여 시공간에 걸친 태양광 발전의 물리적 잠재력을 추정합니다.

그런 다음 팀은 투자 비용과 기술 변화의 속도를 통합하여 현재와 미래의 석탄 발전에 비해 진화하는 태양광 발전의 비용 경쟁력을 포착했습니다. 이 토대를 바탕으로 이 연구는 전력 수요에 맞게 그리드에 통합될 수 있도록 태양열 출력의 변동을 완화하는 데 필요한 전력 저장 시스템의 추가 비용을 평가하기 위해 시간당 최적화 모델을 개발했습니다.

연구원들은 2020년 중국에서 설치할 수 있는 태양광 패널의 수와 생성할 수 있는 태양 에너지의 양을 포함하는 태양광 PV의 물리적 잠재력이 2020년에 99.2페타와트시에 도달했음을 처음 발견했습니다. 이는 중국의 두 배 이상입니다'전기뿐만 아니라 차량, 공장, 건물 난방 등에서 직접 소비되는 연료를 포함한 모든 형태의 총 에너지 소비. 이 연구 결과는 태양광 PV가 중국의 탈탄소화를 위한 막대한 자원임을 보여줍니다.

그런 다음 2020년 잠재력의 78.6%가 현지 석탄 화력 발전의 현재 가격과 같거나 더 낮아 비용 경쟁력을 입증했으며 점유율은 더 높아질 예정입니다. 이러한 비용 우위는 중국이 배터리와 같은 저장 용량에 투자할 수 있고 여전히 2060년까지 7.2페타와트시 또는 전국 전력 수요의 43.2%를 비용 효율적으로 공급할 수 있음을 의미합니다.

& quot;대부분의 사람들은 이제 기후 변화가 화석 에너지 사용에서 벗어나야 한다는 것을 깨닫고 있습니다." Harvard-China Project의 전무 이사이자 이 논문의 공동 저자인 Chris P. Nielsen이 말했습니다."특히 더 많은 부문이 전기화됨에 따라 전력 시스템의 탈탄소화가 핵심이라는 사실을 깨닫는 사람은 많지 않으며 재생 가능한 가변성의 그리드에 의한 수용이 퍼즐의 가장 어려운 부분이라는 것을 깨닫습니다. 저장이 경쟁력 있는 비용으로 태양광 발전 그리드와 호환되도록 할 수 있다면 중국뿐만 아니라 거대한 돌파구입니다.&따옴표;

& quot;우리 연구에 따르면 특히 저장 비용이 계속해서 감소하면 태양 에너지를 사용하여 차량에 전력을 공급하거나 건물을 가열하거나 냉각하거나 산업용 화학 물질을 생산할 수 있는 기회가 생길 수 있습니다. 이것은 태양 에너지의 기후 및 환경적 이점을 전통적으로 생각했던 전력 부문을 훨씬 넘어 확장할 것입니다," Tsinghua Ph.D로서 연구를 주도한 논문의 공동 제1저자인 Shi Chen이 말했습니다. 하버드 차이나 프로젝트의 학생이자 방문 펠로우.

이 연구는 Chongyu Zhang, Jiacong Li, He Xu, Ye Wu, Shuxiao Wang, Feng Song, Chu Wei, Kebin He 및 Jiming Hao가 공동 저술했습니다.

이 작업은 에너지, 경제 및 환경에 관한 하버드-중국 프로젝트에 대한 하버드 대학교 총장실과 하버드 글로벌 연구소의 보조금으로 부분적으로 지원되었습니다.