近日，華中科技大學電氣學院教授陳新宇課題組與哈佛大學研究人員在《焦耳》發(fā)表了關于碳中和的最新聯(lián)合研究成果。該研究通過電力能源系統(tǒng)數字孿生平臺分析，給出最優(yōu)碳中和轉型路徑，預計可降低年化成本1.2萬億元。
聯(lián)合團隊經過6年攻關，形成了電力能源系統(tǒng)數字孿生平臺。平臺包含超過40年的高精度陸上風電、海上風電和光伏發(fā)電歷史資源評估，全國超過5000臺火電機組的詳細的地理位置和運行情況，全國所有規(guī)模以上水電機組的流量信息與運行特性，全國跨省輸電線網架數據，全國各省電網實際運行的小時級負荷需求，以及目前主流的儲能技術和最具前景的幾種電解水制氫技術的性能和造價預測等數據。基于該平臺，形成了全年8760小時、60個不同場景小時級精度運行模擬和最優(yōu)投資計劃。
研究顯示，不同減排路徑之間年化投資和運營總成本相差2.3萬億元。研究提供的最優(yōu)碳中和轉型路徑不僅技術可行，而且經濟性優(yōu)于傳統(tǒng)化石燃料為主的能源系統(tǒng)。該方案相比各省單獨推進碳中和轉型方案，可降低年化成本1.2萬億元。
該研究分析了實現80%可再生能源滲透率目標下全國統(tǒng)籌規(guī)劃與各省分別規(guī)劃的投資和運行結果，強調了統(tǒng)籌規(guī)劃輸電線網絡、加強各省電力系統(tǒng)聯(lián)系的重要性。全國統(tǒng)籌規(guī)劃中，跨省區(qū)輸電網絡的加大投資能夠有效促進可再生能源的消納，利用大空間范圍削弱可再生能源的波動性，大幅降低儲能投資，并在很大程度上緩解我國負荷和資源分布極端不均勻的問題。
由中國科學院院士程時杰與美國哈佛大學教授Michael McElroy領銜的科研團隊建議，應加強電力能源系統(tǒng)轉型路徑的科學頂層設計，缺乏科學規(guī)劃會給能源的安全穩(wěn)定運行帶來挑戰(zhàn)。同時，需統(tǒng)籌規(guī)劃全國跨省輸電網的格局，通過發(fā)展區(qū)域內和區(qū)域間的特高壓輸電技術，降低全國總投資費用。此外，海上風電將成為遠期我國東南沿海負荷中心低成本脫碳的最大來源，需進一步加強對海上風電的投資和研發(fā)力度。
