近日，國(guó)家氣候中心主任巢清塵研究員和王陽(yáng)副研究員團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)邀在Carbon Neutrality上發(fā)表了原創(chuàng)性文章《中國(guó)風(fēng)能太陽(yáng)能資源的技術(shù)可開發(fā)量評(píng)估》。論文基于高時(shí)空分辨率風(fēng)能太陽(yáng)能資源數(shù)據(jù)，利用地理信息系統(tǒng)空間分析方法，系統(tǒng)評(píng)估了中國(guó)及分省風(fēng)電和光伏發(fā)電的技術(shù)開發(fā)潛力。
文章亮點(diǎn)
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利用高時(shí)空分辨率風(fēng)能太陽(yáng)能資源數(shù)據(jù)，評(píng)估了中國(guó)陸地和近海100m高度的風(fēng)能資源以及中國(guó)陸地太陽(yáng)能資源。
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基于當(dāng)前主流的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏組件數(shù)據(jù)，計(jì)算了中國(guó)陸地和近海100m高度的風(fēng)力發(fā)電量和中國(guó)陸地光伏發(fā)電量。
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系統(tǒng)評(píng)估了中國(guó)和分省風(fēng)電和光伏的技術(shù)可開發(fā)量。結(jié)果表明，在當(dāng)前技術(shù)水平下，中國(guó)風(fēng)電和光伏的技術(shù)可開發(fā)量為565.5億千瓦，約為碳中和情景下所需風(fēng)光裝機(jī)容量的9倍。
內(nèi)容簡(jiǎn)介
能源系統(tǒng)脫碳是中國(guó)2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵。然而，社會(huì)各界對(duì)于“中國(guó)風(fēng)能太陽(yáng)能資源稟賦能否支撐碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)？”還存有相當(dāng)大的疑慮。為了回答上述科學(xué)問題，本文使用地理信息系統(tǒng)（GIS）空間分析方法，系統(tǒng)評(píng)估了中國(guó)風(fēng)電和光伏的技術(shù)可開發(fā)量和潛在年發(fā)電量。首先，基于高時(shí)空分辨率的風(fēng)能太陽(yáng)能資源數(shù)據(jù)和主流風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和光伏組件數(shù)據(jù)，計(jì)算了網(wǎng)格尺度的風(fēng)力發(fā)電量和光伏發(fā)電量。其次，綜合考慮了風(fēng)能和太陽(yáng)能開發(fā)的技術(shù)性、政策性和經(jīng)濟(jì)性限制因子，對(duì)中國(guó)風(fēng)電和光伏發(fā)電潛力進(jìn)行了評(píng)估。結(jié)果表明，在當(dāng)前技術(shù)水平下，中國(guó)風(fēng)電和光伏的技術(shù)可開發(fā)量為 565.5 億千瓦，約為碳中和情景下所需風(fēng)光裝機(jī)容量的 9 倍。中國(guó)風(fēng)電和光伏發(fā)電的潛在年發(fā)電量為95.84 萬億千瓦時(shí)，約為2020年中國(guó)電力需求的13倍。中國(guó)風(fēng)力發(fā)電的富集區(qū)主要分布在西部、北部和沿海省份。光伏發(fā)電的富集區(qū)主要分布在西部和北部。當(dāng)前，中國(guó)風(fēng)電和光伏發(fā)電的開發(fā)程度不高，大部分省份的裝機(jī)容量不到可開發(fā)潛力的1%。
論文導(dǎo)讀
01
中國(guó)陸上100米高度的風(fēng)能資源技術(shù)可開發(fā)量約86.9億千瓦。
中國(guó)陸上100米高度風(fēng)能資源技術(shù)潛力約為86.9億千瓦。中國(guó)陸上風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)量的空間格局與風(fēng)能資源稟賦的空間格局基本一致。分區(qū)域看，“三北”地區(qū)（東北、西北、華北）陸上風(fēng)電的技術(shù)可開發(fā)量占全國(guó)的68.67%，而中東南部地區(qū)（華中、華東、華南）占比31.33%。
02
中國(guó)近海100米高度的風(fēng)能資源技術(shù)可開發(fā)量約22.5億千瓦。
中國(guó)近海100米高度的風(fēng)能資源技術(shù)可開發(fā)量約22.5億千瓦。就具體省份而言，廣東海上風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)量最大，為 5.36 億千瓦，其次為浙江、山東、福建、江蘇和海南， 這些省份的海上風(fēng)電技術(shù)潛力均在2億千瓦以上。而廣西、河北、上海、天津則不足1億千瓦。
03
中國(guó)陸上集中式光伏的技術(shù)可開發(fā)量約418.8億千瓦。
中國(guó)陸地集中式光伏的技術(shù)可開發(fā)量約為418.8億千瓦。中國(guó)集中式光伏技術(shù)可開發(fā)量的空間格局與太陽(yáng)能資源稟賦的空間格局基本一致。分區(qū)域看，“三北”地區(qū)（東北、西北、華北）集中式光伏的技術(shù)可開發(fā)量占比為90.95%， 而中東南部地區(qū)（華中、華東、華南）僅占9.05%。
04
中國(guó)陸上分布式光伏的技術(shù)可開發(fā)量約37.3億千瓦。
中國(guó)陸上分布式光伏的技術(shù)可開發(fā)量約37.3億千瓦。分區(qū)域看，“三北”地區(qū)（東北、西北、華北）分布式光伏技術(shù)可開發(fā)量占全國(guó)總量的51.34%，而中東南部地區(qū)（華中、華東 中國(guó)和華南）占比48.66%。
表1 2020年中國(guó)分省風(fēng)能、光伏發(fā)電潛力和電量需求
圖1 中國(guó)風(fēng)電和光伏技術(shù)可開發(fā)量和潛在年發(fā)電量
（A）中國(guó)風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)量；（B）中國(guó)光伏技術(shù)可開發(fā)量；（C）中國(guó)風(fēng)電潛在年發(fā)電量；（D）中國(guó)光伏潛在年發(fā)電量
總結(jié)展望
中國(guó)擁有豐富的風(fēng)能和太陽(yáng)能資源稟賦。從全國(guó)總量來看，中國(guó)風(fēng)電和光伏的技術(shù)可開發(fā)量遠(yuǎn)大于碳中和情景下的風(fēng)光裝機(jī)需求。根據(jù)國(guó)內(nèi)多家權(quán)威機(jī)構(gòu)測(cè)算，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，中國(guó)風(fēng)電和光伏的裝機(jī)容量將超過60億千瓦。本文評(píng)估結(jié)果顯示，在當(dāng)前技術(shù)水平下，中國(guó)風(fēng)電和光伏的技術(shù)可開發(fā)量為565.5億千瓦，約為碳中和情景下所需風(fēng)光裝機(jī)容量的9倍；中國(guó)風(fēng)電和光伏發(fā)電的潛在年發(fā)電量為95.84 萬億千瓦時(shí)，是2020年中國(guó)電力需求的12.78倍。截至2020年底，我國(guó)風(fēng)電和光伏裝機(jī)容量不足技術(shù)可開發(fā)量的1%，其中風(fēng)電裝機(jī)容量2.8億千瓦，不到技術(shù)可開發(fā)量的2.6%；光伏裝機(jī)容量2.5億千瓦，不到技術(shù)可開發(fā)量的0.6%。
原文信息
Assessment of wind and photovoltaic power potential in China
作者：
Yang Wang, Qingchen Chao*, Lin Zhao and Rui Chang
原文鏈接：
https://link.springer.com/article/10.1007/s43979-022-00020-w
DOI:
https://doi.org/10.1007/s43979-022-00020-w
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通訊作者介紹
巢清塵，研究員，國(guó)家氣候中心主任
研究領(lǐng)域
氣候風(fēng)險(xiǎn)、氣候變化政策。
個(gè)人簡(jiǎn)介
巢清塵，研究員，國(guó)家氣候中心主任。世界氣象組織基礎(chǔ)設(shè)施委員會(huì)成員，全球氣候觀測(cè)系統(tǒng)研究組聯(lián)合主席、指導(dǎo)委員會(huì)委員，中國(guó)氣象學(xué)會(huì)氣候變化與低碳經(jīng)濟(jì)委員會(huì)主任委員、中國(guó)氣象學(xué)會(huì)氣象經(jīng)濟(jì)委員會(huì)副主任委員等。第四次氣候變化國(guó)家評(píng)估報(bào)告領(lǐng)銜作者。2021-2035年國(guó)家中長(zhǎng)期科技發(fā)展規(guī)劃社會(huì)發(fā)展領(lǐng)域環(huán)境專題氣候變化子領(lǐng)域副組長(zhǎng)。入選國(guó)家生態(tài)環(huán)境保護(hù)專業(yè)（氣候變化領(lǐng)域）技術(shù)領(lǐng)軍人才、中國(guó)氣象局氣象領(lǐng)軍人才。曾任中國(guó)氣象局科技與氣候變化司副司長(zhǎng)。2004年起作為中國(guó)代表團(tuán)成員參加聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約（UNFCCC）和政府間氣候變化專門委員會(huì)(IPCC)談判工作。主持國(guó)家科技部、發(fā)展與改革委、中國(guó)氣象局、國(guó)際合作項(xiàng)目數(shù)十項(xiàng)，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃首席科學(xué)家，發(fā)表論文70余篇，合著著作10余部。
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