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东南大学顾伟团队在电力系统低碳运行领域取得重要成果

2021-10-2714416

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【东大新闻网10月27日电】(通讯员 潘光胜)近日,东南大学电气工程学院顾伟团队面向我国双碳战略目标实现,从江淮流域独特气候特征-梅雨出发,首次开展了梅雨对我国江淮流域电力系统CO2排放影响的研究,相关成果以“Assessment of plum rain’s impact on power system emissions in Yangtze-Huaihe River basin of China”为题在Nature Communications(《自然·通讯》)发表。

加快发展新能源,是落实我国“双碳”目标的关键路径。由于模块化的光伏发电技术具有易于部署、发电成本低和可开发潜力大等优势,光伏发电将在未来成为最重要的发电方式之一。作为东亚夏季风向北阶段性推进的独特产物,梅雨每年6月中旬到7月中旬出现于我国江淮流域,影响面积近50万平方公里,涉及上海、江苏等共计7个省市。2020年底,以上受影响省市的电负荷、GDP和光伏累积装机容量分别占到全国的28%、35%和26%。梅雨期间的多云和降水会持续性地降低受影响地区的地表光照辐射强度,降低光伏发电能力,给电力系统经济与低碳运行带来较大挑战。因此,亟需深入分析梅雨对上述地区电力系统CO2减排目标的已有和潜在影响。

团队首次评估了梅雨对我国江淮流域电力系统CO2排放的影响。利用19802020超过40年的高精度地表光照辐射强度数据观测发现,梅雨会显著降低受影响地区(R1)的平均地表光照辐射强度,相比对照地区(R2)日地表光照辐射强度降幅最高达27.6 W/m2。基于省级集群机组组合优化模型评估发现,梅雨已导致当前受影响地区电力系统年CO2排放增量达1.22百万吨,并有可能在未来30年持续增加到5百万吨以上。最后,研判了集成多种新兴技术抵消梅雨增碳效应的发展路径,发现当大规模长期储能的单位能量投资成本低于10 ¥/kWh(比如地下储氢技术)时,结合煤-气电出力优化,有可能在所有受影响省市实现减碳和降低系统运行成本的双重红利。期待该研究为我国因地制宜地部署新能源发电设备和提升新能源发电设备利用水平、促进大规模储能等新兴技术发展和助力双碳目标实现提供理论模型和政策建议。

本文的第一作者是东南大学电气工程学院2018级博士生潘光胜和胡秦然副研究员,顾伟教授为论文通讯作者,陆于平教授及研究生邱海峰、丁世兴参与了研究。东南大学为唯一单位。该工作受到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金和东南大学优秀博士学位论文培育基金等项目资助。

论文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-021-26358-w

 

供稿:电气工程学院


(责任编辑:吴涵玉 审核:李小男)