大力发展可再生能源是解决气候变化问题的关键。作为温室气体的主要排放国，中国已经开始了向绿色可替代能源转型的征程，力争在2060年前实现碳中和。在技术进步和成本降低的推动下，中国风力发电迅速发展，成为实现双碳目标的重要力量。中国风电行业的蓬勃发展，不仅展示了其对环境可持续发展的承诺，也奠定了其在可再生能源转型方面的世界领先地位。
由清华大学碳中和研究院与环境学院联合研究团队在Environmental Science and Ecotechnology上发表了一项研究，提出了一种创新方法，用于评估陆上风电与传统电力资源相比的经济可行性和市场竞争优势。这种方法强调了风力发电实现“电网平价”的潜力，即其成本可与传统电力来源相当甚至更低。这项研究标志着中国对于可再生能源市场的动态认识更进一步，凸显了风能在中国的环保目标中所扮演的角色。这项研究在发表后得到AlphaGalileo、Azocleantech.com、Tech Xplore、MSN、newswise、Scienmag、sciencenewsnet.in等国际科技新闻媒体的报道。
风能在中国电力结构中的比重迅速增长，目前年总发电量约466.5 TWh，发电量占比已达6.1%，据预测，在2060年前中国的风电装机规模有望达到2500 GW。为实现2060年碳中和目标，迫切需要对电力系统的合理规划，以及对风电成本降低的未来动态和供应潜力的精确预测。许多现有分析都没有充分考虑近年来风电成本的迅速下降，因此对成本下降的预测通常过于保守。
考虑到中国风电产业在时空尺度上的经济竞争力对于碳减排具有重要意义，该研究构建了一个综合评估模型，用于评估中国陆上风电的技术和经济可行性。评估空间分辨率为 0.0625°经度乘0.0625°纬度，时间跨度为2020—2060年。评估结果显示，中国风力发电的技术潜力高达53.9 PWh，相当于2020年全年用电量的约7.2倍。预计风电价格预计将从2020年的0.39 元/千瓦时降至2030年的0.30 元/千瓦时和2060年的0.21 元/千瓦时。在2020年、2030年和2060年，分别有28.3%、67.6%和97.6%的技术潜力发电成本低于煤电。
从评估的时空精确性的角度来看，这项研究是对中国风力发电潜力的重新认识。研究人员的创新方法不仅进一步发展了风能经济学，还为将可再生能源纳入国家碳中和战略提供了基础数据与理论机制支撑。研究结果凸显了推进可再生能源技术和政策的重要性，是对当前可再生能源研究和气候行动以及全球环境可持续发展的重要贡献。
作者信息
清华大学环境学院博士后陈诗为本文第一作者，清华大学环境学院、碳中和研究院鲁玺教授为本文通讯作者，本文的共同作者包括清华大学郝吉明院士、贺克斌院士、清华大学环境学院硕士毕业生萧又萱与博士研究生张憧宇。
论文ID
原文题目 Cost dynamics of onshore wind energy in the context of China's carbon neutrality target
引用信息 Chen, S., Xiao, Y., Zhang, C., Lu, X., He, K., & Hao, J. (2024). Cost dynamics of onshore wind energy in the context of China's carbon neutrality target. Environmental Science and Ecotechnology 19: 100323.