พลังงานแสงอาทิตย์มีราคาถูกและเชื่อถือได้ทั่วประเทศจีนภายในปี 2060

ในการประชุมการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของ UN ที่จะเกิดขึ้นในเมืองกลาสโกว์ สกอตแลนด์ ความสนใจจะเน้นไปที่ประเทศจีนเป็นอย่างมาก ในขณะที่&ผู้ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์รายใหญ่ที่สุดของโลก&ความพยายามของจีน' ในการขจัดคาร์บอนออกจากระบบพลังงานจะมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อเป้าหมายในการจำกัดการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยทั่วโลกไว้ที่ 1.5 องศาเซลเซียส

จีนได้ให้คำมั่นสัญญาครั้งสำคัญในการเปลี่ยนระบบพลังงานของตนไปสู่พลังงานหมุนเวียน โดยเฉพาะอย่างยิ่งการผลิตไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์ ลม และพลังน้ำ อย่างไรก็ตาม ยังไม่ทราบอีกมากเกี่ยวกับอนาคตของพลังงานแสงอาทิตย์ในประเทศจีน ซึ่งรวมถึงต้นทุน ความเป็นไปได้ทางเทคนิค และความเข้ากันได้ของโครงข่ายไฟฟ้าในทศวรรษหน้า การคาดการณ์ล่าสุดเกี่ยวกับต้นทุนของศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์ในอนาคตในประเทศจีนนั้นอาศัยต้นทุนที่ล้าสมัยและประเมินค่าสูงเกินไปของแผงโซลาร์เซลล์ การติดตั้ง และเทคโนโลยีการจัดเก็บ เช่น แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

พลังงานแสงอาทิตย์จะมีค่าใช้จ่ายเท่าใดในจีนในอีกไม่กี่ทศวรรษข้างหน้า ซึ่งรวมถึงความท้าทายที่ความแปรปรวนโดยธรรมชาติของมันส่งผลต่อกริด

นักวิจัยจาก Harvard, Tsinghua University ในปักกิ่ง, Nankai University ใน Tianjin และ Renmin University of China ในปักกิ่ง พบว่าพลังงานแสงอาทิตย์สามารถให้ความต้องการไฟฟ้าได้ 43.2% ของจีน's ความต้องการไฟฟ้าในปี 2060 ที่น้อยกว่าสองและครึ่งสหรัฐ เซนต์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมง สำหรับการเปรียบเทียบ อัตราค่าไฟฟ้าถ่านหินในจีนอยู่ที่ 3.6 ถึง 6.5 เซนต์ต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงในปี 2019

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์เป็นบทความหน้าปกของ Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)

& quot;ผลการวิจัยชี้ให้เห็นถึงจุดเปลี่ยนพลังงานที่สำคัญ ไม่เพียงแต่สำหรับจีนเท่านั้น แต่สำหรับประเทศอื่นๆ ซึ่งพลังงานแสงอาทิตย์แบบผสมผสานและระบบการจัดเก็บกลายเป็นทางเลือกที่ถูกกว่าการใช้ไฟฟ้าจากถ่านหินและตัวเลือกที่เข้ากันได้กับกริดมากขึ้น" Michael B. McElroy ศาสตราจารย์ด้านการศึกษาสิ่งแวดล้อมของ Gilbert Butler จาก Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) และผู้เขียนร่วมของการศึกษากล่าว

& quot;ปัจจุบัน พลังงานแสงอาทิตย์ปลอดเงินอุดหนุนมีราคาถูกกว่าพลังงานถ่านหินในพื้นที่ส่วนใหญ่ของจีน และความได้เปรียบด้านต้นทุนนี้จะขยายไปทั่วประเทศในไม่ช้าเนื่องจากความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและต้นทุนที่ลดลง" Xi Lu รองศาสตราจารย์ School of Environment มหาวิทยาลัย Tsinghua และผู้เขียนร่วมของรายงานกล่าว"ผลลัพธ์ของเราแสดงให้เห็นว่าความสามารถในการแข่งขันทางเศรษฐกิจของพลังงานแสงอาทิตย์รวมกับการลงทุนในระบบจัดเก็บข้อมูลสามารถให้ประโยชน์เพิ่มเติมสำหรับการส่งกริด ซึ่งจะมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำงานของระบบไฟฟ้าในอนาคตในประเทศจีน"

Lu ได้รับปริญญาเอกของเขา จาก Harvard Graduate School of Arts and Sciences และเริ่มวางรากฐานสำหรับการศึกษาในฐานะเพื่อนดุษฎีบัณฑิตและผู้ร่วมวิจัยที่โครงการ Harvard China ด้านพลังงาน เศรษฐกิจ และสิ่งแวดล้อม

ทีมวิจัยได้พัฒนาแบบจำลองบูรณาการเพื่อประเมินศักยภาพพลังงานแสงอาทิตย์ในประเทศจีนและต้นทุนตั้งแต่ปี 2563-2560 อันดับแรก แบบจำลองจะพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น การใช้ที่ดินทั่วประเทศจีน ความลาดเอียงและระยะห่างที่เป็นไปได้ของแผงโซลาร์เซลล์ และสภาพอุตุนิยมวิทยา เช่น การแผ่รังสีจากดวงอาทิตย์และอุณหภูมิ เพื่อประเมินศักยภาพทางกายภาพของพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งในพื้นที่และเวลา

จากนั้นทีมงานได้รวมต้นทุนการลงทุนและความเร็วของการเปลี่ยนแปลงทางเทคโนโลยี เพื่อให้สามารถแข่งขันด้านต้นทุนที่เปลี่ยนแปลงไปของพลังงานแสงอาทิตย์ที่สัมพันธ์กับพลังงานถ่านหินในปัจจุบันและในอนาคต จากรากฐานนี้ การศึกษาได้พัฒนารูปแบบการเพิ่มประสิทธิภาพรายชั่วโมงเพื่อประเมินค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมของระบบจัดเก็บพลังงานที่จำเป็นในการทำให้การเปลี่ยนแปลงของพลังงานแสงอาทิตย์เป็นไปอย่างราบรื่น เพื่อให้สามารถรวมเข้ากับกริดเพื่อให้ตรงกับความต้องการไฟฟ้า

นักวิจัยค้นพบครั้งแรกว่าศักยภาพทางกายภาพของเซลล์แสงอาทิตย์ซึ่งรวมถึงจำนวนแผงโซลาร์ที่สามารถติดตั้งได้และจำนวนพลังงานแสงอาทิตย์ที่สามารถผลิตได้ ในประเทศจีนถึง 99.2 petawatthours ในปี 2020 ซึ่งเป็นมากกว่าสองเท่าของประเทศ' การใช้พลังงานทั้งหมดในทุกรูปแบบ ไม่เพียงแต่ไฟฟ้าเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเชื้อเพลิงที่ยานพาหนะ โรงงาน อาคารทำความร้อน และอื่นๆ บริโภคโดยตรง ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าเซลล์แสงอาทิตย์เป็นทรัพยากรมหาศาลสำหรับการกำจัดคาร์บอนของจีน'

จากนั้นพวกเขาได้แสดงให้เห็นถึงความสามารถในการแข่งขันด้านต้นทุน โดย 78.6% ของศักยภาพในปี 2020 เท่ากับหรือต่ำกว่าราคาปัจจุบันของพลังงานถ่านหินในท้องถิ่น ซึ่งเป็นหุ้นที่จะเติบโตต่อไป ความได้เปรียบด้านต้นทุนนี้หมายความว่าจีนสามารถลงทุนในความจุในการจัดเก็บ เช่น แบตเตอรี่ และยังคงสามารถจ่ายไฟได้ 7.2 พีตาวัตต์ต่อชั่วโมงหรือ 43.2% ของความต้องการไฟฟ้าทั่วประเทศภายในปี 2060

& quot;ส่วนใหญ่ตระหนักดีว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจำเป็นต้องเปลี่ยนจากการใช้พลังงานฟอสซิล" Chris P. Nielsen กรรมการบริหารของ Harvard-China Project และผู้ร่วมเขียนบทความกล่าว"มีคนไม่มากที่ตระหนักดีว่าการลดการปล่อยคาร์บอนในระบบไฟฟ้าคือหัวใจหลัก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อภาคส่วนต่างๆ จำนวนมากขึ้นกลายเป็นไฟฟ้า และที่พักโดยกริดของความแปรปรวนแบบหมุนเวียนได้เป็นส่วนที่ยากที่สุดของปริศนา'เป็นความก้าวหน้าครั้งใหญ่ ไม่ใช่แค่สำหรับประเทศจีนเท่านั้น หากการจัดเก็บสามารถทำให้โครงข่ายพลังงานแสงอาทิตย์เข้ากันได้ในราคาที่แข่งขันได้"

& quot;การวิจัยของเราแสดงให้เห็นว่าหากต้นทุนยังคงลดลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการจัดเก็บ อาจมีโอกาสที่จะให้พลังงานแก่ยานพาหนะ อาคารที่ให้ความร้อนหรือความเย็น หรือเพื่อผลิตสารเคมีทางอุตสาหกรรม ซึ่งทั้งหมดใช้พลังงานแสงอาทิตย์ สิ่งนี้จะขยายผลประโยชน์ด้านสภาพอากาศและสิ่งแวดล้อมของพลังงานแสงอาทิตย์ไปไกลกว่าภาคพลังงานตามที่คิดไว้" Shi Chen ผู้ร่วมเขียนบทความฉบับแรกซึ่งช่วยนำการศึกษาเป็น Tsinghua Ph.D. กล่าว นักศึกษาและเพื่อนมาเยี่ยมที่โครงการฮาร์วาร์ดไชน่า

งานวิจัยนี้ร่วมเขียนโดย Chongyu Zhang, Jiacong Li, He Xu, Ye Wu, Shuxiao Wang, Feng Song, Chu Wei, Kebin He และ Jiming Hao

งานนี้ได้รับการสนับสนุนส่วนหนึ่งโดยทุนจากสำนักงานอธิการบดีมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดและสถาบันฮาร์วาร์ดโกลบอล ไปจนถึงโครงการฮาร์วาร์ด-จีนในด้านพลังงาน เศรษฐกิจ และสิ่งแวดล้อม