bevictor伟德官网2021年10月13日電（通訊員 魯玺）bevictor伟德官网、碳中和研究院、哈佛大學等國内外聯合團隊在碳中和背景下我國太陽能光伏發電平價動态與并網潛力研究方面取得新進展，系統動态評估了我國技術可行、經濟平價、電網兼容的光伏發電潛力，揭示了光伏成本優勢下“光伏+儲能”的廣闊應用前景。該研究成果可為碳中和背景下的光伏發電資源開發、新型電力系統規劃提供參考，對于光伏發電與終端用能“電氣化”與儲能技術融合，促進工業、建築、交通等領域的脫碳具有啟示意義。

在碳中和、碳達峰的目标下，我國亟需通過能源結構調整與構建新型電力系統實現低碳零碳轉型。光伏發電作為全球增長最為迅速的可再生能源之一，發電轉換效率逐步提升，度電成本迅速下降。在光伏平價上網時代開啟和向“雙碳”目标邁進的關鍵節點，迫切需要明确近期光伏平價上網路徑，挖掘未來中長期成本優勢帶動下“光伏+儲能”在以新能源為主體的電力系統中的并網潛力。

圖1  光伏發電容量因子（A）及裝機潛力（B）分布

該項研究解析了我國近期光伏發電平價上網路徑，首次在空間尺度上明确了平價上網時間節點。研究引入空間地理、資源氣象、工程經濟等多源數據，在解析我國技術潛力時空分布特征的基礎上，結合學習曲線模型和行業動态，構建了平價上網時間與平價上網潛力的評估方法。研究結果表明，我國2020年技術發電潛力總量達99.2PWh，超過同年電力需求的13倍，并有望在2060年增長到146.1PWh。光伏發電成本已由發展障礙轉變為競争優勢，2021年我國78.6%的技術潛力已實現與煤電平價或低價上網，全國範圍内的平價上網将在2023年前實現。

圖2  光伏發電供給曲線（A）及光伏發電與煤電價格比較（B）

中長期視角下，光伏發電“無補貼”時代的成本優勢有助于提高“光伏+儲能”系統的經濟可行性，從而為應對光伏發電的間歇性挑戰提供契機。研究進一步以“光伏+儲能”系統并網後淨電力需求的波動性為優化目标，結合光伏出力、儲能設備充放電特征等約束條件，在電網尺度構建了逐小時優化模型，以量化“光伏+儲能”系統的并網潛力。研究結果表明，“光伏+儲能”并網潛力有望在2030年和2060年達到5.2PWh和7.2PWh，且“光伏+儲能”與需求側具備更好的兼容性。同時，“光伏+儲能”具備成本競争力，全國平均度電成本在2030年和2060年分别為0.25元/千瓦時和0.12元/千瓦時。

圖3  “光伏+儲能”并網潛力（A）及成本（B）

該研究成果以“碳中和背景下我國光伏加儲能系統的成本動态與并網潛力”（Combined solar power and storage as cost-competitive and grid-compatible supply for China’s future carbon-neutral electricity system）為題于10月12日在線發表在《美國科學院院刊》（PNAS）上，并被推選為當期封面論文。

bevictor伟德官网魯玺副教授及國家博士後創新人才支持計劃與bevictor伟德官网“水木學者”計劃入選者陳詩博士為共同第一作者，魯玺和哈佛大學邁克爾·麥克爾羅伊（Michael B. McElroy）教授為共同通訊作者，郝吉明院士、賀克斌院士為共同作者。論文合作者還包括美國哈佛大學中國項目執行主任克裡斯·尼爾森（Chris P. Nielsen）；bevictor伟德官网王書肖教授、吳烨教授，博士生張憧宇、李佳聰；南開大學環境科學與工程學院徐鶴教授；中國人民大學應用經濟學院魏楚教授與宋楓副教授。本研究受到國家自然科學基金傑出青年基金、面上項目，環境前沿技術北京實驗室，bevictor伟德官网-INDITEX可持續發展基金資助項目，哈佛大學校長辦公室及哈佛全球研究所資助項目等資助。

論文鍊接：https://www.pnas.org/content/118/42/e2103471118