Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Elektronik

Havmølleparker til havs kunne drive store dele af kystnære Kina:undersøgelse

Kapacitetsfaktorer og niveauiserede omkostninger ved elektricitet. Rumlige fordelinger af middelværdien (A) CF og (B) LCOE [$ kWh-1] i løbet af 1980-2018 for det filtrerede område. Kystprovinserne er gråfarvede. De stiplede blå linjer angiver havvindområder, der er i umiddelbar nærhed af bestemte provinser. Bemærk de forskellige farvebjælkes grænser i (A) og (B). Kredit:Peter Sherman / Harvard-China Project

I henhold til Paris -klimaaftalen, Kina forpligtede sig til at stole på vedvarende ressourcer for 20 procent af sit energibehov inden 2030. I øjeblikket er landet er på vej til at fordoble denne forpligtelse, sigter mod at ramme 40 procent inden for det næste årti. Vindkraft er afgørende for at nå dette mål. I løbet af de sidste 20 år har Kinas vindkraftkapacitet er eksploderet fra 0,3 gigawatt til 161 gigawatt.

Men, i de seneste år, at væksten er bremset, og håbet om Kinas vinddrevne fremtid er dæmpet.

Hvorfor? Beliggenhed, Beliggenhed, Beliggenhed.

Populære kystprovinser, herunder Guangdong og Jiangsu, forbruge omkring 80 procent af landets samlede elektricitet, men langt størstedelen af ​​Kinas vindkapacitet kommer fra landbaserede vindmølleparker på steder som Indre Mongoliet, mere end tusind miles væk fra de fleste større byer.

At gøre tingene værre, nylige klimastudier har antydet, at den svækkende land-hav-temperaturgradient på grund af globale klimaændringer gør historisk blæsende regioner, ligesom Indre Mongoliet, mindre blæsende.

Ud over, meget af vindkraften fra disse regioner bliver ikke brugt på grund af når den produceres. Forskning har antydet, at omkring 16 procent af den samlede potentielle vindproduktion blev spildt mellem 2010 og 2016, koster mere end 1,2 mia.

Hvis Kina skal nå og overskride sit Paris -mål inden 2030, det bliver nødvendigt at finde en måde at øge vindkapaciteten på.

I en nylig undersøgelse, forskere fra Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) og Huazhong University of Science and Technology i Kina, fandt ud af, at havvind kunne være en stor del af løsningen.

Dette kort viser den tilgængelige vindkapacitet efter provins ved gigawatt. Kredit:Harvard SEAS

Forskningen er publiceret i Videnskab fremskridt .

"Dette er et vigtigt nyt bidrag, anerkendelse af, at Kina har et rigt havvindpotentiale, der kan udvikles og bringes på land til de energisultede kystprovinser til konkurrencedygtige omkostninger med eksisterende kulfyrede forurenende kraftværker, "sagde Michael McElroy, Gilbert Butler -professor i miljøstudier ved SEAS og seniorforfatter af papiret.

Dette kort viser efterspørgsel efter elektricitet efter provins i gigawatt. Kredit:Harvard SEAS

For at beregne kapaciteten og omkostningerne ved havvind i Kina, forskerne identificerede først de regioner, hvor havmølleparker kunne bygges, eksklusive forsendelseszoner, miljøbeskyttede områder og vanddybder højere end 60 meter. De beregnede vindhastighederne i disse områder og estimerede timekapaciteten for hver af møllerne.

De fandt ud af, at den samlede potentielle vindkraft fra vindmølleparker bygget langs den kinesiske kyst er 5,4 gange større end den nuværende kystnære efterspørgsel efter strøm.

Forskerne fandt også ud af, at denne effekt ville være omkostningseffektiv.

Dette diagram viser offshore energipotentialet i forhold til efterspørgslen i kystprovinserne. Kredit:Harvard SEAS

"Vi estimerer havvindomkostninger i henhold til en række værdier, der stammer fra de seneste havmølleparkudviklinger, "sagde Peter Sherman, en kandidatstuderende ved Institut for Jord- og Planetarisk Videnskab og første forfatter af papiret. "Havmøller til havs har historisk været uoverkommeligt dyre, men det er klart nu, at på grund af betydelige teknologiske fremskridt, økonomien har ændret sig således, at havvind kunne være omkostningskonkurrencedygtig nu med kul og atomkraft i Kina. "

Forskerne vurderede, at hvis elpriserne er høje, havvind kunne levere mere end 1, 000 terawatt-timer, eller omkring 36 procent af al kystnær energibehov. Hvis elprisen er lav, det kunne give mere end 6, 000 terawatt-timer, eller 200 procent af det samlede energibehov.

"Vores forskning demonstrerer potentialet for omkostningseffektive, havvind til at drive kystregioner, reducere drivhusgasemissioner og forbedre luftkvaliteten i Kina, "sagde McElroy.


Varme artikler