2024构建100%可再生能源系统架构及能源转型路径探讨报告

中国科学院气候变化专项委员会在研报中探讨了构建100%可再生能源系统的可行性及路径，核心观点如下：

一、我国实现碳中和的需求与可再生能源优势

• 我国碳排放约90%与化石能源相关，能源转型是实现碳中和的关键。
• 我国可再生能源资源丰富，产业技术领先，风电、光伏发电成本已降至0.1元/kWh左右，是全球主要可再生能源生产国。

二、构建100%可再生能源系统的架构与可行性

• 国际和国内研究表明，以可再生能源为主体的能源系统不仅技术可行，经济上也比化石能源更优。
• 构建以可再生能源为主体的能源系统对我国有利，可提高能源供应安全，降低对外依存度。

三、100%可再生能源体系与能源安全

• 可再生能源资源取之不尽，产业、技术领先，构建分层、分区域、源网荷一体的能源体系，可保障能源安全。

四、100%可再生能源体系面临的挑战

1. 能源转型路径和技术发展路线图：需持续研究不同能源种类及能源系统技术现状和发展趋势，分析不同阶段能源定位和作用。
2. 碳中和及转型过程中的能源利用：需研究新应用场景、能源规划路径、系统运行模式、可再生能源和化石能源系统协同技术等。
3. 煤炭能源安全压舱石作用：煤炭资源丰富，是唯一能满足紧急情况下能源需求的资源，需充分挖掘其能源安全压舱石作用。
4. 集中开发与分布式能源：远距离输电面临瓶颈，分布式能源需电网及供能体系技术和管理的变革。
5. 高载能行业减碳：高载能行业减碳困难，需低成本可再生能源和高载能、绿氢技术结合，加速实现碳中和。

五、全场景分析与应用场景研究

• 全场景包括集中、分布式完全自给自足、县域100%可再生能源等模式，大部分县域可就地就近实现100%可再生能源。
• 典型场景研究包括可再生能源与钢铁行业耦合、数据中心绿电替代、农牧区100%可再生能源解决方案等。

六、技术需求与挑战

• 需解决可再生能源波动性、间歇性、不确定性带来的灵活性调节、系统韧性、能量平衡等问题。
• 需进行能源系统重构及技术融合，分区、分层及其之间的融合，多能互补、冷热电联供、源网荷一体化等。

七、政策机制建议

• 研究与示范风光等新能源为主体的新应用场景、新技术、新模式，与高载能行业结合。
• 设立专项开展持续专题研究，综合考虑各种影响因素开展风光等可再生能源发展的协同规划。
• 修订相关政策机制及标准规范，充分利用不同可再生能源系统特性，取消配无功调节装置、单个电站配功率预测等。
• 取消强配电化学储能，利用竞争性的技术方案和市场手段寻找最经济可行的方案。

八、研究结论

• 100%可再生能源体系完全可能满足中国未来能源需求，需通过技术创新和政策支持，实现能源系统的绿色低碳转型。