【Carbon Neutrality论文荐读】国家气候中心主任巢清尘研究员团队：中国风能太阳能资源的技术可开发量评估
近日，国家气候中心主任巢清尘研究员和王阳副研究员团队应邀在Carbon Neutrality上发表了原创性文章《中国风能太阳能资源的技术可开发量评估》。论文基于高时空分辨率风能太阳能资源数据，利用地理信息系统空间分析方法，系统评估了中国及分省风电和光伏发电的技术开发潜力。
文章亮点
1、利用高时空分辨率风能太阳能资源数据，评估了中国陆地和近海100m高度的风能资源以及中国陆地太阳能资源。
2、基于当前主流的风力发电机组和光伏组件数据，计算了中国陆地和近海100m高度的风力发电量和中国陆地光伏发电量。
3、系统评估了中国和分省风电和光伏的技术可开发量。结果表明，在当前技术水平下，中国风电和光伏的技术可开发量为565.5亿千瓦，约为碳中和情景下所需风光装机容量的9倍。
内容简介
能源系统脱碳是中国2060年前实现碳中和的关键。然而，社会各界对于“中国风能太阳能资源禀赋能否支撑碳中和目标的实现？”还存有相当大的疑虑。为了回答上述科学问题，本文使用地理信息系统（GIS）空间分析方法，系统评估了中国风电和光伏的技术可开发量和潜在年发电量。首先，基于高时空分辨率的风能太阳能资源数据和主流风力发电机组和光伏组件数据，计算了网格尺度的风力发电量和光伏发电量。其次，综合考虑了风能和太阳能开发的技术性、政策性和经济性限制因子，对中国风电和光伏发电潜力进行了评估。结果表明，在当前技术水平下，中国风电和光伏的技术可开发量为 565.5 亿千瓦，约为碳中和情景下所需风光装机容量的 9 倍。中国风电和光伏发电的潜在年发电量为95.84 万亿千瓦时，约为2020年中国电力需求的13倍。中国风力发电的富集区主要分布在西部、北部和沿海省份。光伏发电的富集区主要分布在西部和北部。当前，中国风电和光伏发电的开发程度不高，大部分省份的装机容量不到可开发潜力的1%。
论文导读
01、中国陆上100米高度的风能资源技术可开发量约86.9亿千瓦。
中国陆上100米高度风能资源技术潜力约为86.9亿千瓦。中国陆上风电技术可开发量的空间格局与风能资源禀赋的空间格局基本一致。分区域看，“三北”地区（东北、西北、华北）陆上风电的技术可开发量占全国的68.67%，而中东南部地区（华中、华东、华南）占比31.33%。
02、中国近海100米高度的风能资源技术可开发量约22.5亿千瓦。
中国近海100米高度的风能资源技术可开发量约22.5亿千瓦。就具体省份而言，广东海上风电技术可开发量最大，为 5.36 亿千瓦，其次为浙江、山东、福建、江苏和海南， 这些省份的海上风电技术潜力均在2亿千瓦以上。而广西、河北、上海、天津则不足1亿千瓦。
03、中国陆上集中式光伏的技术可开发量约418.8亿千瓦。
中国陆地集中式光伏的技术可开发量约为418.8亿千瓦。中国集中式光伏技术可开发量的空间格局与太阳能资源禀赋的空间格局基本一致。分区域看，“三北”地区（东北、西北、华北）集中式光伏的技术可开发量占比为90.95%， 而中东南部地区（华中、华东、华南）仅占9.05%。
04、中国陆上分布式光伏的技术可开发量约37.3亿千瓦。
中国陆上分布式光伏的技术可开发量约37.3亿千瓦。分区域看，“三北”地区（东北、西北、华北）分布式光伏技术可开发量占全国总量的51.34%，而中东南部地区（华中、华东 中国和华南）占比48.66%。
表1 2020年中国分省风能、光伏发电潜力和电量需求
图1 中国风电和光伏技术可开发量和潜在年发电量
（A）中国风电技术可开发量；（B）中国光伏技术可开发量；（C）中国风电潜在年发电量；（D）中国光伏潜在年发电量
总结展望
中国拥有丰富的风能和太阳能资源禀赋。从全国总量来看，中国风电和光伏的技术可开发量远大于碳中和情景下的风光装机需求。根据国内多家权威机构测算，2060年前实现碳中和，中国风电和光伏的装机容量将超过60亿千瓦。本文评估结果显示，在当前技术水平下，中国风电和光伏的技术可开发量为565.5亿千瓦，约为碳中和情景下所需风光装机容量的9倍；中国风电和光伏发电的潜在年发电量为95.84 万亿千瓦时，是2020年中国电力需求的12.78倍。截至2020年底，我国风电和光伏装机容量不足技术可开发量的1%，其中风电装机容量2.8亿千瓦，不到技术可开发量的2.6%；光伏装机容量2.5亿千瓦，不到技术可开发量的0.6%。
原文信息
Assessment of wind and photovoltaic power potential in China
作者：
Yang Wang, Qingchen Chao*, Lin Zhao and Rui Chang
原文链接：
https://link.springer.com/article/10.1007/s43979-022-00020-w
DOI:
https://doi.org/10.1007/s43979-022-00020-w
通讯作者介绍
巢清尘，研究员，国家气候中心主任
研究领域
气候风险、气候变化政策。
个人简介
巢清尘，研究员，国家气候中心主任。世界气象组织基础设施委员会成员，全球气候观测系统研究组联合主席、指导委员会委员，中国气象学会气候变化与低碳经济委员会主任委员、中国气象学会气象经济委员会副主任委员等。第四次气候变化国家评估报告领衔作者。2021-2035年国家中长期科技发展规划社会发展领域环境专题气候变化子领域副组长。入选国家生态环境保护专业（气候变化领域）技术领军人才、中国气象局气象领军人才。曾任中国气象局科技与气候变化司副司长。2004年起作为中国代表团成员参加联合国气候变化框架公约（UNFCCC）和政府间气候变化专门委员会(IPCC)谈判工作。主持国家科技部、发展与改革委、中国气象局、国际合作项目数十项，国家重点研发计划首席科学家，发表论文70余篇，合著著作10余部。
点击下载： QingchenChao2022_Article_AssessmentOfWindAndPhotovoltai.pdf
