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近海风力发电场可以为中国大部分沿海地区提供电力

根据《巴黎气候协定》,中国承诺到2030年20%的能源需求依赖可再生资源。目前,中国正朝着将这一承诺翻一番的方向前进,目标是在未来十年达到40%。风力发电对实现这一目标至关重要。在过去的20年里,中国的风电装机容量从0.3吉瓦暴增至1610吉瓦。

但近年来,这种增长已经放缓,对中国风力发电未来的希望也变得渺茫。

人口众多的沿海省份,包括广东和江苏,消耗了全国约80%的电力,但中国绝大多数的风力发电能力来自像内蒙古这样的地方,这些地方距离大多数主要城市有一千多英里远。

更糟糕的是,最近的气候研究表明,全球气候变化导致的陆海温度梯度减弱,正在使历史上多风的地区,如内蒙古,风力减弱。

此外,这些地区的很多风力发电没有被利用,因为它们是在什么时候生产的。研究表明,在2010年到2016年之间,大约16%的潜在风力发电被浪费了,造成了超过12亿美元的损失。

如果中国要在2030年前达到并超过其在巴黎的目标,它将需要找到增加风力发电能力的方法。

在最近的一项研究中,来自哈佛大学约翰·a·保尔森工程与应用科学学院(SEAS)和华中科技大学的研究人员发现,海上风能是解决方案的重要组成部分。

“这是一个重要的新贡献,承认中国拥有丰富的海上风能潜力可以上岸的开发和电力饿沿海省份在成本竞争与现有燃煤电厂污染,”Michael麦克尔罗伊说的吉尔伯特巴特勒海洋环境研究教授和高级该论文的作者之一。

为了计算中国海上风电的容量和成本,研究人员首先确定了可以建造海上风电场的区域,不包括航运区、环境保护区和水深超过60米的水域。他们计算了这些地区的风速,并估算了每个涡轮机每小时的容量。

他们发现,在中国沿海地区建造的风电场的潜在风力发电总量是目前沿海地区电力需求的5.4倍。

研究人员还发现,这种能源具有成本效益。

地球与行星科学系研究生、论文第一作者彼得·谢尔曼说:“我们是根据最近海上风电场开发的一系列价值来估算海上风能成本的。”“从历史上看,海上风力涡轮机的价格一直高得吓人,但现在很明显,由于重大的技术进步,经济形势已经发生了变化,现在海上风力发电在成本上可以与中国的煤炭和核能竞争。”

研究人员估计,如果电价高,海上风能可以提供超过1000太瓦时的电力,约占沿海能源需求的36%。如果电价较低,它可以提供超过6000太瓦时,或总能源需求的200%。

麦克尔罗伊说:“我们的研究表明,利用海上风能为沿海地区提供电力、减少温室气体排放和改善中国的空气质量具有成本效益。”

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