【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，四川大學(xué)山區(qū)河流保護(hù)與治理全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與新加坡國(guó)立大學(xué)合作，在Science Advances上發(fā)表了一項(xiàng)關(guān)于利用海上可再生能源破解全球低碳轉(zhuǎn)型困局的研究成果。該研究指出，若能在條件適宜的近海區(qū)域系統(tǒng)布局海上風(fēng)電與光伏，到2050年，這兩種能源有望滿足全球高達(dá)30%的電力需求，為破解陸地資源緊張與監(jiān)管瓶頸提供關(guān)鍵的替代路徑。該項(xiàng)研究可為全球各國(guó)制定更加平衡的能源戰(zhàn)略提供參考。
 

　　在全球碳中和的大背景下，積極推動(dòng)清潔能源以加速能源生產(chǎn)向低碳轉(zhuǎn)型已成國(guó)際共識(shí)。然而，陸上開(kāi)發(fā)常面臨土地供應(yīng)與審批流程等限制，而資源豐富、空間廣闊的海上可再生能源，尤其是風(fēng)能與太陽(yáng)能光伏，被視為邁向低碳未來(lái)的關(guān)鍵力量。盡管海上開(kāi)發(fā)潛力巨大，但其資源勘測(cè)難度高、全球可用資源規(guī)模不清等問(wèn)題，仍是當(dāng)前領(lǐng)域發(fā)展的主要障礙。
 

　　為評(píng)估全球海上風(fēng)電與光伏的開(kāi)發(fā)潛力，研究團(tuán)隊(duì)基于歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心1994-2023年的氣象數(shù)據(jù)，設(shè)定了嚴(yán)格的選址標(biāo)準(zhǔn)：篩選出平均風(fēng)速≥5米/秒、年太陽(yáng)輻射量≥1000 kWh/㎡的區(qū)域，并排除海洋保護(hù)區(qū)、長(zhǎng)期海冰覆蓋區(qū)，同時(shí)將范圍限定在水深小于300米、距人口稠密區(qū)200公里以?xún)?nèi)的海上專(zhuān)屬經(jīng)濟(jì)區(qū)。
 

　　研究結(jié)果表明，僅利用全球1%的適宜開(kāi)發(fā)海域，到2050年，海上太陽(yáng)能光伏發(fā)電預(yù)計(jì)可滿足全球22%的年電力需求，海上風(fēng)電則可貢獻(xiàn)9%。這一能源結(jié)構(gòu)的重大變革，將推動(dòng)全球每年二氧化碳排放量減少超過(guò)90億噸，約占當(dāng)前全球排放量的16%，對(duì)實(shí)現(xiàn)國(guó)際社會(huì)設(shè)定的低碳目標(biāo)至關(guān)重要。
 

圖1 海上風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏每單位面積潛在年發(fā)電量的全球分布
 

　　研究特別指出，中國(guó)在海上光伏領(lǐng)域蘊(yùn)藏著巨大潛力。盡管在商業(yè)化初期，可能仍需依賴(lài)較高的電價(jià)與補(bǔ)貼支持以確保項(xiàng)目盈利，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，海上光伏有望滿足中國(guó)未來(lái)近10%的電力需求。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的核心挑戰(zhàn)在于工程技術(shù)：必須開(kāi)發(fā)出能抵御極端海洋環(huán)境的漂浮結(jié)構(gòu)、可靠的系泊系統(tǒng)，以及能夠應(yīng)對(duì)惡劣波浪條件的光伏設(shè)施。研究建議，我國(guó)可充分借鑒在海洋工程領(lǐng)域積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)，盡快牽頭制定適用于深遠(yuǎn)海環(huán)境的光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)，并將成功實(shí)踐向全球推廣，引領(lǐng)海上可再生能源技術(shù)的發(fā)展。
 

圖2 海上風(fēng)能和太陽(yáng)能光伏資源電力輸出的互補(bǔ)性
 

　　以上研究成果已于近日以《The role of offshore wind and solar PV resources in global low-carbon transition》為題正式發(fā)表。水利水電學(xué)院/山區(qū)河流保護(hù)與治理全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室林鵬智教授為論文的第一通訊作者。