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，光伏系統在歐洲實(shí)現2050年零排放目標的努力中發(fā)揮著(zhù)核心作用。該報告描述了光伏系統如何通過(guò)將其應用擴展到熱能和交通部門(mén)，并逐漸成為歐洲大陸新興能源系統的特征元素。
該大學(xué)的研究人員調查了歐洲如何在2050年或在2040年實(shí)現零碳排放目標的兩種不同場(chǎng)景。他們發(fā)現，光伏系統可以將歐洲大陸的能源系統轉變?yōu)?ldquo;光伏到X經(jīng)濟”。
在2020～2050年的兩個(gè)場(chǎng)景中，各種能源的裝機容量(左)和發(fā)電量(右)
拉彭蘭塔理工大學(xué)(LUT)光伏經(jīng)濟學(xué)教授Christian Breyer日前在接受行業(yè)媒體采訪(fǎng)時(shí)表示：“能源主權對歐洲來(lái)說(shuō)是可能實(shí)現的，最終也是一種社會(huì )選擇。到2040年，歐洲有可能實(shí)現采用100%可再生能源電力的目標。”
Breyer強調了光伏系統作為能源系統主要支柱的重要性，在該系統中，電力被熱能和交通部門(mén)大規模使用。
他解釋說(shuō)：“新興能源系統的特征術(shù)語(yǔ)是‘從電力到X經(jīng)濟’，因為實(shí)現直接和間接的電氣化是可持續和負擔得起的能源系統的關(guān)鍵要素。‘氫氣經(jīng)濟’是一種誤導性的觀(guān)點(diǎn)，因為氫氣并不是新興能源系統的特征元素，而‘是電力-氫-X’應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型——光伏系統在兩個(gè)場(chǎng)景的相關(guān)性》文章中介紹了這兩種場(chǎng)景。
研究人員旨在描述光伏系統在全球范圍內對歐洲能源轉型的作用。他們使用了拉彭蘭塔理工大學(xué)(LUT)能源系統轉換模型，該模型考慮了住宅、商業(yè)和工業(yè)部門(mén)的熱能和電力需求，以及交通部門(mén)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(gè)建模都是每年都以小時(shí)分辨率進(jìn)行，以確保每個(gè)小時(shí)的電力供需平衡。”
研究表明，在兩種場(chǎng)景下，能源系統成本都可以達到新冠疫情發(fā)生之前的水平。在2050年場(chǎng)景下，實(shí)現二氧化碳零排放的成本降低了8.5%。
Breyer說(shuō)：“到2050年，歐洲最大的能源來(lái)源是太陽(yáng)能，占歐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(guò)去的研究表明，到2050年，光伏發(fā)電在歐洲能源結構中的份額將達到50%到60%。
他解釋說(shuō)：“我們發(fā)現，光伏發(fā)電份額略高于60%，這也是更詳細的光伏發(fā)電建模的結果，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和氫氣電解槽高度耦合。”
研究得出的結論是，擬議方案的成功可能取決于光伏系統、風(fēng)電設施、電池儲能系統、氫氣電解槽和熱泵之間的強大相互作用。
Breyer總結說(shuō)：“未來(lái)能源系統的本質(zhì)可以被最好地稱(chēng)為‘電力到X’經(jīng)濟，因為主要的一次能源是在整個(gè)能源系統中直接應用的電力，例如電力到熱能、電力到交通，或干旱地區的電力到水，而間接電力使用主要遵循‘電力到氫氣到X’的路線(xiàn)，最終的能源載體將以液體、甲烷、氨氣和甲醇的形式存在。”
