Energi Surya Bisa Murah Dan Dapat Diandalkan Di Seluruh China Pada 2060

Pada Konferensi Perubahan Iklim PBB mendatang di Glasgow, Skotlandia, banyak perhatian akan difokuskan pada China. Sebagai penghasil CO2 terbesar di dunia', upaya China' untuk mendekarbonisasi sistem energinya akan sangat penting untuk tujuan membatasi kenaikan suhu permukaan rata-rata global hingga 1,5 derajat Celcius.

China telah membuat komitmen besar untuk mentransisikan sistem energinya menuju energi terbarukan, terutama pembangkit listrik dari sumber matahari, angin, dan air. Namun, ada banyak hal yang tidak diketahui tentang masa depan energi surya di China, termasuk biaya, kelayakan teknis, dan kompatibilitas jaringan dalam beberapa dekade mendatang. Proyeksi terbaru dari biaya potensi energi surya masa depan di China telah bergantung pada biaya panel surya dan pemasangannya yang sudah ketinggalan zaman dan terlalu tinggi, serta teknologi penyimpanan seperti baterai lithiumion.

Berapa biaya tenaga surya di China dalam beberapa dekade mendatang, termasuk tantangan variabilitas yang melekat pada jaringan?

Para peneliti dari Harvard, Tsinghua University di Beijing, Nankai University di Tianjin dan Renmin University of China di Beijing telah menemukan bahwa energi matahari dapat menyediakan 43,2% dari kebutuhan listrik China's pada tahun 2060 dengan biaya kurang dari dua setengah AS sen per kilowatthour. Sebagai perbandingan, tarif listrik batu bara di China berkisar 3,6 hingga 6,5 ​​sen per kilowatthour pada 2019.

Penelitian ini dipublikasikan sebagai artikel sampul Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

& quot;Temuan ini menyoroti titik transisi energi yang penting, tidak hanya untuk Cina tetapi untuk negara lain, di mana gabungan tenaga surya dan sistem penyimpanan menjadi alternatif yang lebih murah untuk listrik berbahan bakar batubara dan pilihan yang lebih kompatibel dengan jaringan,&kutipan; kata Michael B. McElroy, Profesor Studi Lingkungan Gilbert Butler di Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) dan penulis pendamping studi tersebut.

& quot;Hari ini, tenaga surya bebas subsidi telah menjadi lebih murah daripada tenaga batu bara di sebagian besar China, dan keunggulan kompetitif biaya ini akan segera meluas ke seluruh negeri karena kemajuan teknologi dan penurunan biaya," kata Xi Lu, Associate Professor, School of Environment, Tsinghua University dan penulis makalah yang sesuai."Hasil kami menunjukkan bahwa daya saing ekonomi tenaga surya dikombinasikan dengan investasi dalam sistem penyimpanan dapat memberikan manfaat tambahan untuk pengiriman jaringan, yang akan sangat penting untuk pengoperasian sistem listrik masa depan di Cina.&kutipan;

Lu menerima gelar Ph.D. dari Harvard Graduate School of Arts and Sciences dan mulai meletakkan dasar untuk penelitian ini sebagai rekan postdoctoral dan rekan penelitian di Proyek Harvard China yang berbasis di SEAS tentang Energi, Ekonomi dan Lingkungan.

Tim peneliti mengembangkan model terintegrasi untuk menilai potensi energi surya di China dan biayanya dari 2020-2060. Model pertama memperhitungkan faktor-faktor seperti penggunaan lahan di seluruh China, kemungkinan kemiringan dan jarak panel surya, dan kondisi meteorologi seperti radiasi matahari dan suhu untuk memperkirakan potensi fisik tenaga surya di ruang dan waktu.

Tim kemudian mengintegrasikan biaya investasi dan kecepatan perubahan teknologi untuk menangkap daya saing biaya yang berkembang dari tenaga surya relatif terhadap tenaga batu bara sekarang dan di masa depan. Berdasarkan fondasi ini, studi ini mengembangkan model optimasi per jam untuk mengevaluasi biaya tambahan sistem penyimpanan daya yang diperlukan untuk memperlancar variasi keluaran surya sehingga dapat diintegrasikan ke dalam jaringan agar sesuai dengan permintaan listrik.

Para peneliti pertama kali menemukan bahwa potensi fisik PV surya, yang mencakup berapa banyak panel surya yang dapat dipasang dan berapa banyak energi matahari yang dapat dihasilkannya, di China mencapai 99,2 petawatthour pada tahun 2020. Ini lebih dari dua kali lipat negara's total konsumsi energi dalam segala bentuk, termasuk tidak hanya listrik tetapi juga bahan bakar yang dikonsumsi langsung oleh kendaraan, pabrik, pemanas gedung, dan lainnya. Temuan menunjukkan PV surya adalah sumber daya yang sangat besar untuk dekarbonisasi China's.

Mereka kemudian menunjukkan daya saing biayanya, dengan 78,6% potensi pada tahun 2020 sama dengan atau lebih rendah dari harga saat ini dari pembangkit listrik tenaga batu bara lokal, suatu pangsa yang akan tumbuh lebih jauh. Keunggulan biaya ini berarti China dapat berinvestasi dalam kapasitas penyimpanan, seperti baterai, dan masih memasok 7,2 petawatt-jam atau 43,2% dari permintaan listrik di seluruh negeri dengan biaya yang efektif pada tahun 2060.

& quot;Kebanyakan sekarang menyadari bahwa perubahan iklim membutuhkan transisi dari penggunaan energi fosil," kata Chris P. Nielsen, direktur eksekutif Proyek Harvard-China dan salah satu penulis makalah ini."Tidak banyak yang menyadari bahwa dekarbonisasi sistem tenaga adalah kuncinya, terutama karena lebih banyak sektor menjadi listrik, dan akomodasi oleh jaringan variabilitas terbarukan adalah bagian terberat dari teka-teki. Ini' merupakan terobosan besar, dan tidak hanya untuk China, jika penyimpanan dapat membuat jaringan tenaga surya kompatibel dengan biaya yang kompetitif.&kutipan;

& quot;Penelitian kami menunjukkan bahwa jika biaya terus menurun, terutama untuk penyimpanan, mungkin ada peluang untuk menggerakkan kendaraan, memanaskan atau mendinginkan bangunan, atau untuk memproduksi bahan kimia industri, semuanya menggunakan energi matahari. Ini akan memperluas manfaat iklim dan lingkungan dari energi surya jauh melampaui sektor listrik seperti yang dipahami secara tradisional," kata Shi Chen, co-penulis pertama makalah yang membantu memimpin penelitian sebagai Ph.D. mahasiswa dan rekan tamu di Harvard China Project.

Penelitian ini ditulis bersama oleh Chongyu Zhang, Jiacong Li, He Xu, Ye Wu, Shuxiao Wang, Feng Song, Chu Wei, Kebin He dan Jiming Hao.

Pekerjaan ini sebagian didukung oleh hibah dari Kantor Presiden Universitas Harvard dan Institut Global Harvard untuk Proyek Harvard-China tentang Energi, Ekonomi dan Lingkungan.