芬蘭的拉彭蘭塔理工大學(xué)(LUT)在最近發(fā)布的一份研究報(bào)告指出,光伏系統(tǒng)在歐洲實(shí)現(xiàn)2050年零排放目標(biāo)的努力中發(fā)揮著核心作用。該報(bào)告描述了光伏系統(tǒng)如何通過(guò)將其應(yīng)用擴(kuò)展到熱能和交通部門,并逐漸成為歐洲大陸新興能源系統(tǒng)的特征元素。
該大學(xué)的研究人員調(diào)查了歐洲如何在2050年或在2040年實(shí)現(xiàn)零碳排放目標(biāo)的兩種不同場(chǎng)景。他們發(fā)現(xiàn),光伏系統(tǒng)可以將歐洲大陸的能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)?ldquo;光伏到X經(jīng)濟(jì)”。
在2020~2050年的兩個(gè)場(chǎng)景中,各種能源的裝機(jī)容量(左)和發(fā)電量(右)
拉彭蘭塔理工大學(xué)(LUT)光伏經(jīng)濟(jì)學(xué)教授Christian Breyer日前在接受行業(yè)媒體采訪時(shí)表示:“能源主權(quán)對(duì)歐洲來(lái)說(shuō)是可能實(shí)現(xiàn)的,最終也是一種社會(huì)選擇。到2040年,歐洲有可能實(shí)現(xiàn)采用100%可再生能源電力的目標(biāo)。”
Breyer強(qiáng)調(diào)了光伏系統(tǒng)作為能源系統(tǒng)主要支柱的重要性,在該系統(tǒng)中,電力被熱能和交通部門大規(guī)模使用。
他解釋說(shuō):“新興能源系統(tǒng)的特征術(shù)語(yǔ)是‘從電力到X經(jīng)濟(jì)’,因?yàn)閷?shí)現(xiàn)直接和間接的電氣化是可持續(xù)和負(fù)擔(dān)得起的能源系統(tǒng)的關(guān)鍵要素。‘氫氣經(jīng)濟(jì)’是一種誤導(dǎo)性的觀點(diǎn),因?yàn)闅錃獠⒉皇切屡d能源系統(tǒng)的特征元素,而‘是電力-氫-X’應(yīng)用中的重要中間能源載體。”
該研究小組最近在發(fā)表在行業(yè)刊物上的《從歐洲角度和全球背景反映能源轉(zhuǎn)型——光伏系統(tǒng)在兩個(gè)場(chǎng)景的相關(guān)性》文章中介紹了這兩種場(chǎng)景。
研究人員旨在描述光伏系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)對(duì)歐洲能源轉(zhuǎn)型的作用。他們使用了拉彭蘭塔理工大學(xué)(LUT)能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)換模型,該模型考慮了住宅、商業(yè)和工業(yè)部門的熱能和電力需求,以及交通部門的能源需求。此外,他們還研究了與能源相關(guān)的二氧化碳排放。
Breyer表示:“成本優(yōu)化建模分五年進(jìn)行,每個(gè)建模都是每年都以小時(shí)分辨率進(jìn)行,以確保每個(gè)小時(shí)的電力供需平衡。”
研究表明,在兩種場(chǎng)景下,能源系統(tǒng)成本都可以達(dá)到新冠疫情發(fā)生之前的水平。在2050年場(chǎng)景下,實(shí)現(xiàn)二氧化碳零排放的成本降低了8.5%。
Breyer說(shuō):“到2050年,歐洲最大的能源來(lái)源是太陽(yáng)能,占?xì)W洲一次能源總需求的54%至56%,占總發(fā)電量的61%至63%。”
Breyer表示,過(guò)去的研究表明,到2050年,光伏發(fā)電在歐洲能源結(jié)構(gòu)中的份額將達(dá)到50%到60%。
他解釋說(shuō):“我們發(fā)現(xiàn),光伏發(fā)電份額略高于60%,這也是更詳細(xì)的光伏發(fā)電建模的結(jié)果,例如采用單軸跟蹤器和多樣化的光伏組件,但也與支持更高光伏發(fā)電份額的低成本電池儲(chǔ)能系統(tǒng)和氫氣電解槽高度耦合。”
研究得出的結(jié)論是,擬議方案的成功可能取決于光伏系統(tǒng)、風(fēng)電設(shè)施、電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、氫氣電解槽和熱泵之間的強(qiáng)大相互作用。
Breyer總結(jié)說(shuō):“未來(lái)能源系統(tǒng)的本質(zhì)可以被最好地稱為‘電力到X’經(jīng)濟(jì),因?yàn)橹饕囊淮文茉词窃谡麄€(gè)能源系統(tǒng)中直接應(yīng)用的電力,例如電力到熱能、電力到交通,或干旱地區(qū)的電力到水,而間接電力使用主要遵循‘電力到氫氣到X’的路線,最終的能源載體將以液體、甲烷、氨氣和甲醇的形式存在。”