在“雙碳”目標(biāo)下 中國風(fēng)光技術(shù)仍需不斷創(chuàng)新

在“雙碳”目標(biāo)下，發(fā)展風(fēng)、光等可再生能源是實現(xiàn)低碳發(fā)展承諾、能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的一項重要舉措，也是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵、實現(xiàn)“零碳”電力系統(tǒng)的“主力軍”。隨著風(fēng)、光可再生能源電力的大規(guī)模開發(fā)，風(fēng)、光發(fā)電全產(chǎn)業(yè)鏈在技術(shù)、成本、安全供應(yīng)、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(xué)碳中和研究院主辦、清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院承辦的《中國碳中和目標(biāo)下的風(fēng)光技術(shù)展望》報告發(fā)布會上，與會專家共同探討了風(fēng)光技術(shù)發(fā)展的關(guān)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(zhuǎn)型這個需求越來越迫切。前不久剛剛結(jié)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(xué)碳中和研究院院長賀克斌這樣談到。

 

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

 

賀克斌談到，隨著風(fēng)、光可再生能源電力的大規(guī)模開發(fā)，風(fēng)光發(fā)電全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)、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(gòu)建技術(shù)先進、成本低廉、安全穩(wěn)定、生態(tài)友好的風(fēng)光發(fā)電技術(shù)體系，來引領(lǐng)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(biāo)，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(nèi)，實踐表明中國已經(jīng)開始引領(lǐng)這一輪全球范圍內(nèi)的可再生能源科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的潮流。然而，當(dāng)前中國可再生能源前進道路仍面臨來自技術(shù)、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(nèi)全供應(yīng)鏈和需求側(cè)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(wù)理事李俊峰也表示，風(fēng)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(zhuǎn)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(fēng)電光伏發(fā)展面臨著技術(shù)、脫鉤斷鏈、產(chǎn)能過剩等重大挑戰(zhàn)，未來如何形成新的良好健康的產(chǎn)業(yè)生態(tài)是需要思考解決的問題。

 

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

 

清華大學(xué)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(xué)院教授王燦表示，從全球產(chǎn)業(yè)鏈和供應(yīng)鏈安全的角度，中國風(fēng)光技術(shù)具有獨特優(yōu)勢，已成為全球最大的光伏和風(fēng)電市場，為全球風(fēng)光技術(shù)進步和成本下降作出了巨大貢獻。面向碳中和目標(biāo)，中國風(fēng)光技術(shù)仍需不斷創(chuàng)新，且未來高比例風(fēng)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(fēng)光領(lǐng)域未來進行跨學(xué)科合作，結(jié)合人工智能領(lǐng)域等新技術(shù)，發(fā)展更加可靠的綠色技術(shù)。