【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，四川大學(xué)山區(qū)河流保護與治理全國重點實驗室與新加坡國立大學(xué)合作，在Science Advances上發(fā)表了一項關(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。該項研究可為全球各國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，積極推動清潔能源以加速能源生產(chǎn)向低碳轉(zhuǎn)型已成國際共識。然而，陸上開發(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)能與太陽能光伏，被視為邁向低碳未來的關(guān)鍵力量。盡管海上開發(fā)潛力巨大，但其資源勘測難度高、全球可用資源規(guī)模不清等問題，仍是當前領(lǐng)域發(fā)展的主要障礙。
 

　　為評估全球海上風(fēng)電與光伏的開發(fā)潛力，研究團隊基于歐洲中期天氣預(yù)報中心1994-2023年的氣象數(shù)據(jù)，設(shè)定了嚴格的選址標準：篩選出平均風(fēng)速≥5米/秒、年太陽輻射量≥1000 kWh/㎡的區(qū)域，并排除海洋保護區(qū)、長期海冰覆蓋區(qū)，同時將范圍限定在水深小于300米、距人口稠密區(qū)200公里以內(nèi)的海上專屬經(jīng)濟區(qū)。
 

　　研究結(jié)果表明，僅利用全球1%的適宜開發(fā)海域，到2050年，海上太陽能光伏發(fā)電預(yù)計可滿足全球22%的年電力需求，海上風(fēng)電則可貢獻9%。這一能源結(jié)構(gòu)的重大變革，將推動全球每年二氧化碳排放量減少超過90億噸，約占當前全球排放量的16%，對實現(xiàn)國際社會設(shè)定的低碳目標至關(guān)重要。
 

圖1 海上風(fēng)能和太陽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，中國在海上光伏領(lǐng)域蘊藏著巨大潛力。盡管在商業(yè)化初期，可能仍需依賴較高的電價與補貼支持以確保項目盈利，但從長遠看，海上光伏有望滿足中國未來近10%的電力需求。實現(xiàn)這一目標的核心挑戰(zhàn)在于工程技術(shù)：必須開發(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)對惡劣波浪條件的光伏設(shè)施。研究建議，我國可充分借鑒在海洋工程領(lǐng)域積累的寶貴經(jīng)驗，盡快牽頭制定適用于深遠海環(huán)境的光伏系統(tǒng)設(shè)計與運營標準，并將成功實踐向全球推廣，引領(lǐng)海上可再生能源技術(shù)的發(fā)展。
 

圖2 海上風(fēng)能和太陽能光伏資源電力輸出的互補性
 

　　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)河流保護與治理全國重點實驗室林鵬智教授為論文的第一通訊作者。