在加快實(shí)現碳中和目標背景下，全球能源轉型見(jiàn)證可再生能源的快速進(jìn)展。洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)和瑞士西部高等專(zhuān)業(yè)學(xué)院瓦萊凈零實(shí)驗室(HES-SO Valais)的研究人員以2050年瑞士能夠實(shí)現碳中和和能源獨立為條件，對瑞士能源系統進(jìn)行了建模。結果顯示，與2020年相比，這兩個(gè)假設條件均可以得到滿(mǎn)足，同時(shí)能源系統成本降低約30%。
利用目前尚未開(kāi)發(fā)的當地可再生能源，理論上可以在2050年前建立一個(gè)碳中性的獨立瑞士能源系統。該系統甚至比2020年采用相同假設建模的國家能源系統成本更低，成本降低30%-32%，該研究由EPFL和HES-SO Valais領(lǐng)導，有望為加強國內清潔能源投資計劃鋪平道路。
雖然理論上可行，但瑞士能源系統的完全獨立本質(zhì)上并不僅僅是一個(gè)目標。然而，2050年的碳中和目標與《聯(lián)邦氣候保護目標法案》(Federal Act on Climate Protection Objectives，2023年6月提交瑞士投票)一脈相承。
盡管如此，科學(xué)家們還是決定使用多能源和多部門(mén)建?？蚣蹺nergyScope，推動(dòng)瑞士成為一個(gè)能源完全獨立的國家，從理論上保證供應安全，隨后計算進(jìn)出口的影響。該模型產(chǎn)生了成本最優(yōu)的投資方案，滿(mǎn)足了瑞士社會(huì )(定義為家庭、交通和工業(yè))的需求，并側重于現有基礎設施或改善后基礎設施的作用。
由弗朗索瓦·馬雷夏爾領(lǐng)導的EPFL工程學(xué)院工業(yè)過(guò)程和能源系統工程小組(IPESE)的研究人員發(fā)現，為了實(shí)現上述目標，瑞士應該增加光伏和風(fēng)能發(fā)電，用光伏系統覆蓋瑞士60%的屋頂面積，可以實(shí)現最優(yōu)的經(jīng)濟效益。
EPFL和HES-SO Valais的博士生喬納斯·施尼德格作為第一作者在《能源研究前沿》上發(fā)文，他解釋道：在瑞士建筑物密集的地區，仍有很大的光伏發(fā)展潛力有待開(kāi)發(fā)。太陽(yáng)能電池板只要覆蓋接近三分之二的屋頂，就可以達到最佳經(jīng)濟效益，下一步是確定哪種屋頂最適合開(kāi)發(fā)光伏潛力。
由于夏季陽(yáng)光更強烈，冬季風(fēng)力更大，因此有必要在發(fā)電和季節性?xún)Υ嬷g找到適當的平衡，以滿(mǎn)足瑞士的能源需求，尤其是在冬季的能源需求。該研究表明，太陽(yáng)能生產(chǎn)以夏季為主，可以通過(guò)部署風(fēng)能來(lái)實(shí)現最佳平衡，冬季與水力發(fā)電和生物質(zhì)能一起配合發(fā)電。
研究還表明存在大量等效解決方案，他們評估了結果對不確定成本的敏感性。這些模型揭示了各種方案的相互依存性以及技術(shù)選擇對其他投資和基礎設施的影響。
研究人員得出結論，主要區別在于成本的性質(zhì)：目前瑞士能源系統主要基于(廉價(jià))進(jìn)口，而不是投資。因此，消費者支付并依賴(lài)使用在瑞士以外投資和運營(yíng)的資源和技術(shù)。馬雷夏爾解釋道：相比之下，我們模擬的未來(lái)系統是基于本地投資和使用我們自己的資源，從長(cháng)遠來(lái)看，這似乎是最經(jīng)濟和最有韌性的選擇。
