“双碳”目标下中国风力发电的潜力预估、电力运输与能量储存的影响

陈祉叶，曾嘉伟，王怡静，王戎*

复旦大学环境科学与工程系，上海200438

摘要 基于时空高分辨的综合数字地理信息，分析了中国风能资源的时空分布及电力运输和能量储存对风力发电潜力的影响。结果表明：（1）中国风力资源存在显著的地域差异，华北和西南地区风力资源相对丰富，合理的清洁资源开发布局及基础配套设施建设可提高中国对风力资源的利用效率。（2）以1/120°×1/30°的空间网格为单位，基于风能资源的时空分布和小时波动发用电负荷，统筹考虑电力运输和电力储存等基础设施的建设，评估了中国风力发电的潜力。全国风力发电潜力在不同土地利用情景下有显著差异，考虑全部土地可利用情景时，风电潜力每年最高可达50 PW·h，在筛选可利用土地并优化电厂规模实现成本最低后，风力发电潜力约为4 PW·h。中国西部地区表现出较大的风力发电潜力，而东部地区的发电潜力相对较低，在不考虑电力运输与储存情景下，部分地区的发电效率较低。因此，未来的研究需要实现风力发电与电力运输、能源储存配套设施的统筹规划，以确保经济利益最大化的同时实现减排目标。（3）风力发电可显著降低二氧化碳排放，考虑电力运输和能量储存后，能够使风力发电可实现的CO₂减排量增加约26%，同时降低84%的CO₂减排边际成本，其中西北地区CO₂减排量的增幅可达2倍以上，减排成本降低95%以上。预计到2060年，中国为了实现碳中和，需要增加输电和储能的基础设施建设来实现能源平衡，华北和西北地区将成为中国风力发电的主要地区。

关键词 风力发电；电力运输；能量储存；碳减排；减排成本

（责任编辑  徐丽娇）

http://www.kjdb.org/CN/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.02.00234