2024年1月8日,清華大學碳中和研究院、環境學院發布《中國碳中和目標下的風光技術展望》報告,報告強調了中國在可再生能源技術創新和制造領域的關鍵地位,詳細梳理了風電技術、光伏技術和光熱技術的發展概況、關鍵技術與產業鏈發展現狀和趨勢,介紹“風光+”技術的發展模式及示范案例,并提出政策發展建議。
報告指出,風力發電、光伏發電和光熱發電的相互協同作用,將不僅使可再生能源發展更為多樣化,而且有助于提高其整體穩定性與可靠性。
隨著氣候變化帶來的極端天氣事件愈發頻繁,高比例風光發電的電力系統如何應對其影響以保證電力系統的可靠性,大規模風光發展如何保證不對當地生態系統造成破壞,都是當今亟需研究的焦點問題。報告指出,應對這些挑戰需要跨學科合作,發展更智能、更適應未來氣候變化的風光能源系統,包括更可靠的預測技術,以應對氣候變化帶來的不確定性;同時,應開展風光電站建設前的全面環境評估,以最大限度地減少對當地生態的影響,確保生態系統的平衡和可持續性。
報告提出了未來我國風光發展技術路線圖,根據各地區的風光資源稟賦和現有能源裝機特征,針對各地區的風光發展特征提出以下建議:華北、西北和東北地區應重點發展陸上風電;盡管華東與南方地區陸上風能資源較弱,但海上風電資源充足,因此應重點發展海上風電;華北與西北地區具有豐富的太陽能輻射資源,應著重推動集中式光伏發電的發展;雖然華東、華中和南方地區太陽能輻射資源相對較弱,但考慮到大量的電力供應需求,應基于工業及商業建筑面積,大力發展分布式光伏。
為實現碳中和目標下的風光發電裝機目標,本報告提出分階段的政策建議,其中,2024至2030年間被認為是中國實現碳達峰的關鍵時期,也是電力結構改革的關鍵時期。預計2030年我國風光裝機規模將有望達到2200至2400吉瓦。
報告建議,2024至2030年間應加快我國風電、光伏技術的研發,加速光熱技術的商業化進程,提升風光發電效率并加快成本下降速度。加快風光相關的基礎制造業工藝水平、材料制造水平、電子芯片的研發及風光自研平臺的構建,加強國產品牌替代應用。在快速發展陸上風電、集中式光伏發電的同時,均衡發展海上風電與分布式光伏發電,開展遠海風電示范項目建設。
加速風光技術研發,推進光熱商業化,提高效率并快速降低成本。全面推動風光制造業及電子芯片研發,實現關鍵零部件技術上的突破,平衡陸上風電、光伏與海上風電、分布式光伏的發展。
著力發展“風光+”儲能、制氫、短期預報等配套技術及平臺,并展開風電、光伏與光熱等多能源協同發展示范。推進跨區域電力傳輸和電網建設。制定智能短期風光發電預報技術和平臺,通過增強地球系統建模、數據共享與資源投入,智能化處理風光發電波動性。
在生態環境方面,廣泛開展風光發展對生態影響的研究,加速環境友好的新工藝、新材料研發,建立生態友好型風光利用技術。加強管理細則以降低集中式風光電站對生態環境的影響。提升風光材料回收技術,形成符合標準和規范的回收產業鏈。
完善風光發電的政策法規體系,推動化石燃料工業向可再生能源的過渡。制定更具激勵性的補貼政策、強化環境標準以及建立碳交易制度等,促進風光行業的可持續和健康發展。建立更加靈活和市場化的機制,鼓勵創新和競爭,以提高整個可再生能源行業的競爭力。