芬蘭的拉彭蘭塔理工大學(xué)(LUT)在最近發(fā)布的一份研究報告指出，光伏系統(tǒng)在歐洲實現(xiàn)2050年零排放目標(biāo)的努力中發(fā)揮著核心作用。該報告描述了光伏系統(tǒng)如何通過將其應(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年實現(xiàn)零碳排放目標(biāo)的兩種不同場景。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年的兩個場景中，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)媒體采訪時表示：“能源主權(quán)對歐洲來說是可能實現(xiàn)的，最終也是一種社會選擇。到2040年，歐洲有可能實現(xiàn)采用100%可再生能源電力的目標(biāo)。”

Breyer強調(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：“新興能源系統(tǒng)的特征術(shù)語是‘從電力到X經(jīng)濟(jì)’，因為實現(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，因為氫氣并不是新興能源系統(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)在兩個場景的相關(guān)性》文章中介紹了這兩種場景。

研究人員旨在描述光伏系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)對歐洲能源轉(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，每個建模都是每年都以小時分辨率進(jìn)行，以確保每個小時的電力供需平衡。”

研究表明，在兩種場景下，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年場景下，實現(xiàn)二氧化碳零排放的成本降低了8.5%。

Breyer說：“到2050年，歐洲最大的能源來源是太陽能，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：“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、電池儲能系統(tǒng)、氫氣電解槽和熱泵之間的強大相互作用。

Breyer總結(jié)說：“未來能源系統(tǒng)的本質(zhì)可以被最好地稱為‘電力到X’經(jīng)濟(jì)，因為主要的一次能源是在整個能源系統(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。”