中国2050年的强国可能以不到GDP的1%实现碳中和：研究

新研究 自然通讯; 中国为实现碳中和而增加的电力供应成本计算了到 2050 年替代化石燃料发电所需的新总支出（以及此处未讨论的其他三个不太雄心勃勃的情景的成本）

这一目标需要今天以非常快的速度稳步增长，以实现 2030 年中期目标并实现中国到 2050 年实现碳中和的目标。

通讯作者清华大学张宁解释说：“在我们发表在《自然通讯》上的最新研究论文中，我们试图探索如果我们要在 2050 年实现中国电力行业的碳中和，这个电力系统会是什么样子。”

该研究是与全球能源互联互通合作与发展组织合作进行的，并得到了中国国家科学基金关于低碳能源系统的支持。 该研究不是由国家政府委托的直接结果，但有助于支持政府的能源系统规划。

碳中和能力有多少，成本将如何变化？

“这是我们要回答的第一个问题，结论是我们需要很多，超过 5.8 TWh 的风能和光伏发电，”张说。

“一个重要的含义是，政府需要意识到，如果我们想在 2030 年达到排放峰值，到 2050 年实现碳中和，我们需要比我们之前想象的更多的可再生能源。”

到 2020 年，为了实现 2050 年的碳中和目标，需要多少零排放能源才能在 2030 年上调。此前，到 2030 年的估计值为 1,200 吉瓦，但现在的估计约为 1,800 吉瓦到 2030 年。

然而，中国已经在实现这个更高的中期目标，他说：“到 2021 年底，我们的产能超过 600 吉瓦。过去三年，公司每年增长约 100 吉瓦，所以我认为按照目前的速度。“到 2030 年达到 1,800 吉瓦完全不需要加快速度。”

2030 年后，随着电网中碳中和的增加，随着工业用户开始从用于供暖和制冷的煤炭等化石燃料转向电力以减少排放，本文计算了预期增加的负荷。 到 2060 年，中国的目标是实现经济范围内的碳中和。 与大多数西方国家只有四分之一的需求来自工业不同，在中国，68% 的电网需求来自工业。

为了在满足 2050 年预计能源需求的同时实现碳中和情景，该研究估计，这将使电力供应成本增加约 20%，以美元计算达到每千瓦时 8.4 美分，每年的 GDP 成本为 0.62 %。

论文说： “2050 年，电力供应成本在 30 年内增加 9.6 元/千瓦时（1.39 美分/千瓦时）或 19.9%，到 2050 年达到 57.9 元/千瓦时（8.40 美元/千瓦时）。这个过程不是线性的并且大致可以分为三个阶段。 前五年，成本曲线相对平坦，仅上涨 1.1 元美分/千瓦时。 2025 年至 2045 年间，成本上涨 17.0%，达到 57.8 元美分/千瓦时（8.38 美元美分/千瓦时）。 随着 2045 年几乎实现碳中和，由于每千瓦可再生能源的资本成本进一步降低以及过去五年煤电的完全退出，成本增长再次放缓。”

下图显示了计划在 2050 年推出的新一代产品，哪些成本会更高（蓝色），哪些成本会更低（橙色）。

例如，随着煤炭使用量的减少，煤炭发电（CAP）和运营（OP）的花费将急剧下降，而相反，可再生能源发电的创造或在较小程度上的维护（MAI）将 ) 更高，就像建造更多。

IMAGE @ 中国为实现碳中和而增加电力供应的成本

灵活地使用 CSP 替代煤炭或天然气

在中国五个太阳能资源（DNI）最好的聚光太阳能（CSP）省份中，它被列为千兆瓦级大型可再生能源园区的组成部分，其中通常包括光伏和风能。 一个拥有 700 或 900 兆瓦光伏的综合体通常包括一个 100 兆瓦的 CSP 塔式电站，带有储热。 （见中国现在有 30 个 CSP 项目正在进行热能储存。）

张指出，随着间歇性可再生能源的增加，中国正在增加储存量。 在发电公司选定土地并提交可再生能源综合体开发方案后，可再生能源方案由国家或地区政府根据项目容量进行评估和委托。

有一项政策是，如果有大量可再生能源，最好有一个非常可分配或稳定的输出； 从这个意义上说，有一个 CSP 与 PV 的比率和一个更容易获得稳定输出的风电场，以及一个理想的投资组合，这样你就可以避免因可能因缩小规模而受到惩罚的大预测错误的惩罚。”

早些年，中国在光伏和风能方面的增长率居世界领先地位，初期收缩率很高。

论文说： 实际上，将形成以风能和光伏资源为发电基础，各种灵活发电资源为辅助服务贡献者的全新电力系统。 ESS、CSP 和输电线路将需要大量投资，以满足备用容量、最小系统空闲和实时功率平衡的安全要求。 此外，省际电网互联必须逐步从单纯的输电渠道转变为支持不同发电资源区域间双向电力共享的平台。

CSP热电给电网稳定带来的好处不仅在于以低成本长期储存可分散太阳能的热能，还在于旋转质量的惯性。

“我们发现，通过直接连接到电网的同步发电机，CSP 将取代煤炭或天然气作为灵活的资源，在未来提供惯性，”他说。