清華新聞網(wǎng)3月25日電 可再生能源的大規(guī)模部署是應(yīng)對全球能源危機與實現(xiàn)碳中和目標的重要舉措。目前在全球范圍內(nèi),，各國都在積極推動可再生能源的發(fā)展,。雖然可再生能源發(fā)展?jié)摿薮螅欢陂_發(fā)利用過程中面臨技術(shù),、政策,、市場等諸多挑戰(zhàn)。如何有效地推動可再生能源開發(fā)和利用成為全球關(guān)注的熱點問題和前沿問題,。近日,，清華大學環(huán)境學院、碳中和研究院魯璽教授團隊聯(lián)合北京大學與中國農(nóng)業(yè)大學團隊,，系統(tǒng)梳理了目前可再生能源開發(fā)利用過程中存在的潛在挑戰(zhàn),，在此基礎(chǔ)上從物質(zhì)流、信息流與能量流的綜合視角提出了加速全球可再生能源開發(fā)與利用的創(chuàng)新性解決方案,。
全球可再生能源的生產(chǎn),、開發(fā)和利用挑戰(zhàn)及相應(yīng)的解決方案
研究表示,，可再生能源開發(fā)與利用面臨的潛在挑戰(zhàn)主要包括三個層面?？稍偕茉瓷a(chǎn)方面,，傳統(tǒng)基于年均值的靜態(tài)評估方法無法滿足可再生能源高精度化規(guī)劃管理與政策制定需求,、單一資源自然屬性指標難以服務(wù)可再生能源并網(wǎng)利用需求、氣候變化（如風速,、太陽輻射,、極端氣候事件等）對可再生能源生產(chǎn)的穩(wěn)定性影響增大等?？稍偕茉蠢梅矫?，可再生能源長期波動不確定性風險增加、現(xiàn)有電力系統(tǒng)難以應(yīng)對大規(guī)?？稍偕茉唇尤胨鶐淼牟▌拥?。可再生能源產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)境風險方面,，可再生能源環(huán)境影響與效益時空差異性表征不足,、可再生能源的部署對局地環(huán)境生態(tài)直接效益及其機理的研究存在不足、未來關(guān)鍵礦產(chǎn)資源供應(yīng)壓力增加,、可再生能源廢棄物管理面臨挑戰(zhàn)等,。
研究進一步提出了可再生能源開發(fā)與利用的潛在解決方案?？稍偕茉淳珳驶u估方面,，未來的技術(shù)發(fā)展應(yīng)側(cè)重于加強多尺度氣候預(yù)測和風險管理能力，揭示可再生能源時變動性及其驅(qū)動因素,，建立長時序變動性預(yù)測方法及風險預(yù)警機制,，保障可再生能源生產(chǎn)的穩(wěn)定性和能源系統(tǒng)運行的安全性?？稍偕茉锤咝Ю脵C制方面,，未來應(yīng)發(fā)展跨發(fā)電、輸電,、負荷等關(guān)鍵技術(shù)的主動并網(wǎng)機制,，供給側(cè)與需求側(cè)闡釋其協(xié)同利用機制，可以通過需求響應(yīng),、電動汽車,、儲能等交互技術(shù)，促進分布式可再生能源的消納,；在輸電方面,，靈活的交流和高壓直流輸電技術(shù)可以提高容量，而微電網(wǎng)和分布式發(fā)電可以最大限度地減少長距離輸電需求,；在儲能方面,，協(xié)同利用長時儲能（例如氫能和抽水蓄能）和短時儲能（例如電化學儲能）可以進一步減小能源波動?？稍偕茉串a(chǎn)業(yè)鏈方面,，未來應(yīng)注重開發(fā)更加環(huán)保的回收技術(shù),，如水冶金技術(shù)和生物浸出技術(shù)，并推動能源材料創(chuàng)新,，特別是鈣鈦礦光伏材料的應(yīng)用,，這有望提高太陽能轉(zhuǎn)換效率并降低資源依賴；同時,，采用全生命周期分析方法評估能源產(chǎn)品的全程環(huán)境影響,，將有助于提升能源開發(fā)的可持續(xù)性。
總體來講,，加速全球可再生能源開發(fā)與利用不僅僅依賴于技術(shù)的突破,，還需要政策、市場和國際合作的共同支持,。各國應(yīng)根據(jù)本國的資源稟賦與技術(shù)條件,，制定適合的能源政策并推動技術(shù)創(chuàng)新。同時,，加強跨國合作和全球能源市場的整合,，將加速可再生能源的全球化應(yīng)用，推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展,。
相關(guān)研究成果以“加速全球可再生能源開發(fā)與利用”（Accelerating exploitation and integration of global renewable energy）為題,，于3月11日發(fā)表于細胞（Cell）出版集團旗下《創(chuàng)新》（The Innovation）雜志。
清華大學環(huán)境學院,、碳中和研究院教授魯璽為論文通訊作者,，中國農(nóng)業(yè)大學資源與環(huán)境學院副教授莊明浩為論文共同通訊作者,，北京大學數(shù)學科學學院大數(shù)據(jù)國家工程實驗室副研究員王劍曉,、北京大學工學院2021級博士生陳新江為論文共同第一作者。論文合作者包括中國工程院院士,、清華大學環(huán)境學院教授,、碳中和研究院院長賀克斌，電機系副教授張寧,，環(huán)境學院博士畢業(yè)生李彥和阮梓紋,、2022級博士生王雨涵，北京大學工學院教授宋潔,。研究得到國家自然科學基金,、國家重點研發(fā)計劃項目、碳中和與能源智聯(lián)國際大科學計劃（CNEST）培育項目等的資助,。
論文鏈接：
https://www.cell.com/the-innovation/fulltext/S2666-6758(25)00076-1
供稿：環(huán)境學院
編輯：李華山
審核：郭玲
