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复旦大学环境科学与工程系、IRDR国际卓越中心王戎团队从能源系统统筹的角度提出了中国加速发展光电和风电、实现2060年“碳中和”目标的最优路径，并揭示了中国太阳能和风能资源的潜力和成本。26日，该团队在《自然》杂志在线发表题为《加速中国光伏发电和风电的能源转型》的研究论文。
王戎表示，增加太阳能光伏和风能有效发电量可以降低碳减排总成本，加快中国清洁能源的发展速度；为实现2060年的“碳中和”目标，仍需加快能源系统的清洁低碳转型；升级国家电力系统后，发展太阳能和风能将会导致区域间资金流动，为西部地区带来收益。
在研究中，研究团队构建了2021年到2060年间中国使用大规模太阳能光伏和风能电厂替代化石燃料的优化模型，提出了低成本且高效用的能源转型方案，强调了增加当前升级电力系统投资对于实现中国2060年“碳中和”目标的重要性。
据王戎介绍，以往研究由于缺乏高时空分辨率的地球数字智能信息系统，不能准确量化中国太阳能光伏和风能的发电潜力和变化趋势，导致在气候治理的综合评估中无法准确预估能源转型的最佳路径。据悉，研究团队基于地球系统中多年太阳辐射和风速的小时空间数据，综合考虑国家行政区划、土地类型、气候条件等空间地理信息，建立高时空分辨率的数字地球智能网络，优化出2767个光伏电厂、1066个陆上风电厂和11个大型海上风电厂的空间分布和建造规模，提出中国加速发展太阳能光伏和风能发电替代化石燃料的中长期建设方案。
该研究比较了发展太阳能光伏和风能发电与使用其它清洁能源(水电、生物质、核能等)对成本的影响，分析了增加特高压输电线路投资对光伏和风力发电成本的影响。结果表明，优化模型以较低的成本增加太阳能光伏和风能发电，发电量可从每年9万亿千瓦时增加到每年15万亿千瓦时，减排成本可从每吨二氧化碳约700元降低到每吨二氧化碳约40元，大大增加了太阳能和风能资源的潜力。
据介绍，中国的太阳能和风能资源主要分布在经济相对落后的西部地区。该研究量化了加快太阳能光伏和风能发展速度对减小贫富差距的影响。王戎对记者解释，如果采用每吨二氧化碳700元的碳价，到2060年，光伏和风能发电的资金流动将达到年均7万亿元；光伏发电和风电电力传输导致最大的资金流是从华东流向西北。
通过建立高分辨率的数字地球智能电力系统大数据网络，研究人员认为，需扩大当前的清洁能源投资规模，加快国家电力系统升级速度，提高建造超大规模光伏和风能发电和高压输电的技术，降低经济成本。(完)
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复旦大学环境科学与工程系、IRDR国际卓越中心王戎团队从能源系统统筹的2023-07-27
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