Ученые рассчитали модель перехода Китая к углеродной нейтральности

Китаю потребуется почти 6 тераватт солнечной и ветровой энергии, чтобы достичь углеродной нейтральности к 2060 году, согласно исследованию ученых из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Университета Цинхуа в Пекине, сообщает 3 марта издание South China Morning Post.

Это вдвое больше, чем сейчас всего генерируется в Китае, и более чем в пять раз больше, чем в США. Моделирование показало, что для того, чтобы Китай достиг своей высокой цели по нейтрализации выбросов углекислого газа, ему потребуется 2 ТВт ветряных и 3,9 ТВт солнечных мощностей — в 10 раз больше, чем в стране в 2022 году.

«Требуемые темпы развертывания в середине века близки к тем, что были заявлены на 2023 год, хотя все еще будут проблемы с поддержанием этих темпов в течение долгого времени», — сказал Майкл Дэвидсон, старший автор исследования и профессор Калифорнийского университета в Сан-Диего.

Чтобы удовлетворить спрос в основных центрах энергопотребления Китая, 80% солнечной энергии и 55% ветровой энергии должны быть установлены в пределах 100 км (62 мили) от этих центров, пишет команда в статье, опубликованной в рецензируемом издании Proceedings of the National Academy of Sciences.

По их словам, для развертывания такого количества солнечных мощностей может быть использовано более 80% подходящих земель в восточных провинциях, таких как Аньхой и Чжэцзян, где спрос на электроэнергию наиболее высок.

«Мы знаем, что у Китая очень амбициозный путь к достижению углеродной нейтральности. Мы хотели выяснить, что именно это означает», — сказал Дэвидсон новостному сайту US San Diego.

Команда провела «модель с высоким пространственным разрешением», которая учитывала текущую интеграцию энергосистем, землепользование, хранение энергии и государственную политику Китая. По их словам, модель может быть адаптирована для оценки других стран.

Модель имитировала энергосистему Китая в 2060 году с «беспрецедентным» разрешением, говорится в отчете Калифорнийского университета в Сан-Диего. Площадь отдельных земельных участков в модели достигала 20 кв. км.

По словам ученых, преобразование энергетического сектора Китая находится «в центре» мировых усилий по достижению нулевых выбросов к середине века, чтобы ограничить глобальное потепление до 2 градусов по Цельсию.

В последние годы страна стала мировым лидером по расширению использования возобновляемых источников энергии, но в то же время она является крупнейшим в мире потребителем энергии и источником парниковых газов.

В 2020 году президент Си Цзиньпин объявил, что Китай намерен достичь пика выбросов к 2030 году, а к 2060 году — чистой углеродной нейтральности, в соответствии с глобальными климатическими целями.

По словам исследователей, для достижения этой цели Китаю потребуется «набор технологий генерации с нулевым и отрицательным уровнем выбросов, а также дополнительная инфраструктура хранения и передачи энергии».

Электроэнергия играет центральную роль в «зеленом переходе», поскольку декарбонизация других секторов, таких как транспорт, также зависит от нее, и она может быть использована для компенсации других трудноустранимых секторов, говорится в документе.

В документе говорится, что новые солнечные установки потребуются в регионах с высоким спросом на электроэнергию, и они займут значительную часть земель, пригодных для этих целей.

Исследователи отметили, что конкуренция в сфере землепользования станет серьезной проблемой и «все более спорной», поскольку земли, считающиеся пригодными для солнечной энергетики, также используются для удовлетворения сельскохозяйственных нужд.

Помимо расширения солнечной и ветровой энергетики, для обеспечения резервной энергии во время пикового спроса потребуется «беспрецедентное» количество накопителей энергии — 1000 гигаватт, в основном для солнечной энергетики.

Согласно модели, межпровинциальные линии передачи энергии сверхвысокого напряжения должны быть вдвое больше нынешних. Это потребует расширения существующих линий, а также строительства новых.

По словам исследователей, модель создавалась с расчетом на то, что Китай продолжит «эксплуатировать» существующие гидроэнергетические ресурсы, а также добавит чуть более 200 ГВт прибрежной атомной энергетики.

Ветроэнергетика может быть установлена по всей стране, как в существующих ветряных центрах в северных регионах, так и на новых участках в восточных и центральных провинциях. Команда отметила, что оба варианта являются экономически эффективными.

По их словам, хотя северо-западные и северо-восточные регионы обладают большими ресурсами ветровой и солнечной энергии, проблемы транспортировки энергии и отсутствие центров спроса в этих регионах означают, что там следует устанавливать меньше мощностей.

Уголь также не полностью исключен. Для моделирования он сохранил свою роль на севере страны для сетей централизованного теплоснабжения, многие из которых являются новыми.

Ученые пришли к выводу, что выводить их «на пенсию» было бы «излишне». По их мнению, вместо этого все угольные станции должны быть переоборудованы для улавливания и хранения углерода, что уже начало делать правительство.

«Для достижения климатических целей Китая необходимы эффективное планирование и разработка политики, включая рыночные реформы и масштабное планирование», — говорится в документе.

Ученые заявили, что модель может «раскрыть детали крупномасштабных углеродно-отрицательных энергетических систем с точки зрения взаимосвязи земли и сети», но дальнейшие исследования могут быть проведены в неэлектрических секторах.