碳中和背景下可再生能源发展的机遇与挑战-57页_3mb

碳中和背景下可再生能源发展的机遇与挑战总结

核心内容

本报告探讨了在碳中和目标下，可再生能源的发展机遇与挑战。重点分析了风能和太阳能的潜力评估、经济模型、政策影响、电网兼容性、技术协同以及对生态环境的影响等方面，为未来可再生能源的规划和发展提供了科学依据和政策建议。

主要观点

1. 碳中和与可再生能源

• 碳中和是全球应对气候变化的共同目标，需要通过减少化石燃料使用、推广电气化、提高能源效率和使用替代燃料（如氢能）来实现。
• 实现碳中和目标需要全球温室气体排放在2025年前达到峰值，并在2030年前减少43%。

2. 可再生能源的增量问题

• 全球已有136个国家、116个地区、234个城市及683家企业提出碳中和目标，覆盖全球88%的排放、90%的GDP和85%的人口。
• 中国承诺2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，并提出“1+N”政策体系，推动产业结构和能源结构的调整。

3. 可再生能源的利用问题

• 风能和太阳能的时空变动性与电网消纳能力之间存在矛盾，如“鸭子曲线”现象表明光伏出力集中导致日间电力市场过饱和，需要其他电力快速响应。
• 风能的季节性波动性与用电高峰季节不匹配，影响其充分消纳。

4. 碳中和背景下的新挑战

• 可再生能源发展面临资源分布不均、技术经济模型不完善、政策补贴退坡、弃风弃光现象、关键矿产资源短缺等挑战。
• 气候变化对能源系统供需产生影响，未来气候模式仍存在不确定性，影响可再生能源的利用效率和资源分布。

关键信息

1. 风能潜力评估

• 传统风能评估模型存在不足，如不能反映风机运行高度的风速、空间分布误差大、不能体现时间变化特性。
• 基于大数据的风能潜力评估模型1.0提高了时间精度和空间分辨率，构建了技术、经济潜力与变动特性三位一体的评估方法。

2. 光伏发电潜力评估

• 光伏发电的时空分布特征显示，其潜力与电力需求存在空间互补效应。
• 光伏+储能的协同应用可显著降低净需求波动性，提高系统稳定性。2030年和2060年，光伏+储能的度电成本分别降至0.25 CNY/kWh和0.12 CNY/kWh。

3. 政策与补贴

• 风电和光伏上网电价补贴政策不断退坡，向无补贴时代过渡。
• 2019年国家发改委、能源局发布通知，推进风电、光伏发电无补贴平价上网。

4. 关键矿产资源

• 可再生能源发展依赖于银、铜、硒、碲、钕、铟等关键矿产资源。
• 实现1.5℃温升目标将面临硒、碲、钕、铟、钴、锂等资源的耗竭压力。
• 发展循环经济和技术替代是缓解供需压力的关键手段。

5. 生态与气候影响

• 风电和太阳能的开发利用与天气气候特征及生态环境密切相关。
• 风电可能改变地表粗糙率、温度、降水等，影响空气质量。
• 光伏可能引起“光伏热岛效应”，影响局部气候，但城市屋顶光伏可缓解“城市热岛效应”。

6. 电网兼容性与调度

• 多区域风电联合并网优化建模可显著降低风电出力波动性。
• 构建电力系统协同调度优化模型，考虑基本用电负荷、可再生能源出力、电动汽车充换电需求等，提高系统灵活性。

结论

• 风力发电资源主要分布在三北地区的中东部，太阳能资源主要分布在中西部。
• 风一光互补系统通过合理配置资源，可降低系统出力波动性，提高稳定性。
• 需要从“源、网、荷、储”全链条挖掘系统的灵活性，以确保高比例风、光并网下的系统安全。
• 未来可再生能源的发展需兼顾技术进步、政策支持、资源保障与生态环境影响，实现可持续发展。