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7月26日，復(fù)旦大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系、IRDR國際卓越中心王戎團(tuán)隊在《自然》雜志（Nature）在線發(fā)表題為《加速中國光伏發(fā)電和風(fēng)電的能源轉(zhuǎn)型》的研究論文，首次從能源系統(tǒng)統(tǒng)籌的角度提出了中國加速發(fā)展光電和風(fēng)電、實現(xiàn)2060年碳中和目標(biāo)的最優(yōu)路徑，并揭示了中國太陽能和風(fēng)能資源的潛力和成本。

在研究中，王戎團(tuán)隊基于高時空分辨率的地球智能信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)，優(yōu)化電廠建造的空間位置和發(fā)電量，統(tǒng)籌發(fā)展基礎(chǔ)配套設(shè)施建設(shè)（特高壓線路UHV和儲能設(shè)施），協(xié)調(diào)各省份發(fā)電和用電負(fù)荷實現(xiàn)（電）源（負(fù)）荷互動，并預(yù)估未來技術(shù)進(jìn)步的影響，實現(xiàn)未來40年的能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型動態(tài)數(shù)學(xué)建模，構(gòu)建了2021-2060年期間中國使用大規(guī)模太陽能光伏和風(fēng)能電廠替代化石燃料的優(yōu)化模型，提出了低成本且高效用的能源轉(zhuǎn)型方案，揭示了大幅降低發(fā)電成本、提高電力使用效率、加速脫貧進(jìn)程和實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的可能性，強(qiáng)調(diào)了增加當(dāng)前升級電力系統(tǒng)投資對于實現(xiàn)中國2060年碳中和目標(biāo)的重要性，為我國“碳中和”目標(biāo)下能源轉(zhuǎn)型提供了科學(xué)建議。

復(fù)旦領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊基于地球系統(tǒng)中多年太陽輻射和風(fēng)速的小時空間數(shù)據(jù)，制定了中國加速發(fā)展太陽能光伏和風(fēng)能發(fā)電替代化石燃料的中長期建設(shè)方案。

該研究同時結(jié)果表明，為了達(dá)到2060年碳中和目標(biāo)，如果按照當(dāng)前規(guī)劃的太陽能光伏和風(fēng)能發(fā)電建造速度，太陽能和風(fēng)能資源相對有限，需要較多的碳捕獲與封存（每年需要接近20萬億千瓦時的裝機(jī)量），造成較高的減排經(jīng)濟(jì)成本。而該研究的優(yōu)化模型以較低的成本增加太陽能光伏和風(fēng)能發(fā)電，發(fā)電量可從每年9萬億千瓦時增加到每年15萬億千瓦時，減排成本可從每噸二氧化碳約700元降低到每噸二氧化碳約40元，大大增加了太陽能和風(fēng)能資源的潛力。

該研究基于優(yōu)化的太陽能光伏和風(fēng)能發(fā)展路徑，解析了區(qū)域之間的資金流動情況，并量化了加快太陽能光伏和風(fēng)能發(fā)展速度對減小貧富差距的影響。比如，復(fù)旦模型預(yù)估我國新疆地區(qū)是未來最重要的太陽能和風(fēng)能資源所在地，在2060年光伏和風(fēng)電廠可達(dá)到255個，裝機(jī)容量約為23億千瓦，但配套特高壓線路總?cè)萘繉⑦_(dá)到20億千瓦，儲能設(shè)施容量需達(dá)到2.7億千瓦，根據(jù)當(dāng)前化石燃料價格推算出相關(guān)的年收益可達(dá)到3800億元。

該研究發(fā)現(xiàn)，即使未來技術(shù)進(jìn)步會進(jìn)一步降低光伏和風(fēng)機(jī)的成本，但考慮到未來新建太陽能光伏和風(fēng)能發(fā)電廠的技術(shù)挑戰(zhàn)，仍需擴(kuò)大當(dāng)前的清潔能源投資規(guī)模，加快國家電力系統(tǒng)升級速度，提高建造超大規(guī)模光伏和風(fēng)能發(fā)電和高壓輸電的技術(shù)，降低我國電力系統(tǒng)實現(xiàn)碳中和的經(jīng)濟(jì)成本。

作為該研究的重要結(jié)論，由于易獲取的清潔能源是有限的，我國需要擴(kuò)大清潔能源投資、優(yōu)化源荷調(diào)控、加強(qiáng)配套設(shè)施建設(shè)。該研究提出了中國加速發(fā)展風(fēng)電和光電實現(xiàn)碳中和目標(biāo)的最優(yōu)路徑，在考慮技術(shù)進(jìn)步等因素后，未來十年的發(fā)展規(guī)劃對于我國實現(xiàn)2060年碳中和目標(biāo)非常關(guān)鍵，優(yōu)化當(dāng)前國家清潔能源發(fā)展的規(guī)劃和布局，可以避免在后期承擔(dān)更大的經(jīng)濟(jì)損失。同時，升級國家電力系統(tǒng)后，發(fā)展太陽能和風(fēng)能將會導(dǎo)致區(qū)域間資金流動，為西部地區(qū)帶來收益，進(jìn)一步減少貧困人口，為區(qū)域發(fā)展提供新的動力。 

原標(biāo)題：Nature發(fā)布復(fù)旦大學(xué)王戎團(tuán)隊研究成果——太陽能和風(fēng)能資源的潛力會是無限的嗎？