中国科学院许洪华等学者在研报中提出,中国实现碳中和的能源架构应以风光为主导,构建以可再生能源为主体的新型能源体系。核心观点包括:
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资源条件与挑战:中国拥有丰富的风光资源,技术可开发量超1400亿瓦,已开发量仅0.7%。风电光伏发电成本已降至0.1元/kWh左右,具备满足未来能源需求的潜力。但中国碳排放总量大(2023年约139亿吨),化石能源占比超80%,减排压力大,能源转型面临挑战。
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现实路径:建议保留现有煤电装机,进行灵活性改造(如储热、抽蓄),使其成为可再生能源发展的兜底保障。煤电满发小时数可降至800小时,减碳80%以上,支撑风光装机达100亿千瓦。
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技术需求与挑战:构建RE体系需解决能源平衡、系统韧性、多能互补、源网荷储一体化等技术问题。政策机制需支持新技术、新模式研究示范,修订相关政策标准,取消不合理的配电网要求。
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典型应用场景:研究西部、中东部、边远农牧区等区域的可再生能源发展模式,包括:
- 钢铁行业:利用风光资源结合绿氢/电炉炼钢,实现唐山等地的钢铁行业碳中和。
- 数据中心:通过绿电替代降低电耗和碳排放,内蒙古算力核心区可降低成本17.4亿元/年。
- 农牧区:建设光伏+储能+电采暖系统,实现100%可再生能源供能。
- 工业园区/建筑:推广分布式光伏+储能+多能互补系统。
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政策机制建议:
- 建立后破先立机制,支持新能源新应用场景研究。
- 设立专项支持能源转型路径,研究构建碳中和的零碳/低碳可再生能源体系。
- 加强煤电储热结合的深度灵活性改造,现有煤电不拆除不新建。
- 推动中东部可再生能源就地就近开发,形成自平衡自给自足体系。
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前沿技术方向:包括光/储/氢/核聚变等能源技术,以及人工智能、大数据等在能源系统中的应用。
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研究结论:中国有望2050年前实现碳中和,可再生能源综合系统是低碳低成本转型的优选路径,需系统性规划和政策支持。