太阳能和风能是帮助瑞士实现脱碳的关键

17 02月 2022

2022-02-17 08:08

我们如何才能帮助减少瑞士电力碳足迹？目前，瑞士依赖从化石燃料发电厂进口电力，而这种发电厂是温室气体的主要排放源头。日内瓦大学(UNIGE)和瑞士联邦材料测试与研究实验室(Empa)共同成立了一个研究小组，他们已经研发了帮助瑞士减少电力碳足迹的各种方案。为了实现这一目标，并满足未来电气化的需求，瑞士除了进口电力之外，还需要在国内推行风能和太阳能光伏互补发电。这些都无需使用核能。这一方案一经实施，瑞士温室气体排放全球占比将降低约45%。这些结果都将记录在《能源政策》中。

化石燃料发电厂产生大量温室气体。大气层中温室气体增加是全球变暖的主要原因。据估计，这些发电厂的温室气体排放量占欧洲总排放量的四分之一。瑞士主要依靠核电站和水电站发电，这两种发电方式的温室气体排放量占总量的2%。

但是，从经济角度来看，向邻国出售和出口部分电力则是更优选择。瑞士依赖进口电力满足电力需求，进口电力占用电量的11%，并且这些电力来自于“碳排放密集”型发电站。UNIGE和Empa的研究小组已经制定了相关能源方案，规划了瑞士脱碳的最佳路径，这些将有利于帮助该国减少消耗排放温室气体的一次能源。

Elliot Romano是日内瓦大学理学院环境和水资源系的高级科学家，他对此做出解释，“我们开发了太阳能、风能和水力发电等七种不同的方案。因为瑞士打算在2050年前逐步抛弃核能发电这种生产模式，所以以上所有方案无论是否使用核能都可以实行。”此外，研究人员还考虑到国外供应的可能性，以及人们对于交通和取暖电气化的需求，这些问题对于满足电力需求来说至关重要。

通过对各种方案进行研究过后，小组认为光伏发电和风力发电相结合是最佳方案。Martin Rüdisüli是Empa城市能源系统实验室的研究员，也是该研究方案的第一作者，他表示，“这种结合有利于减少瑞士的碳足迹。该方案基本可以实现12太瓦时的大型风力发电量和25太瓦时的太阳能发电量。而在瑞士，2021年太阳能发电量仅达到2.72太瓦时，风力发电量只有0.13太瓦时。与核电解决方案相比，这种方案将进口电力需求从16太瓦时降低至13.7太瓦时。”

另一方面，考虑到未来电动汽车和建筑物供热的相关电力需求，这种方案将会导致电力消耗的碳足迹从2018年每千瓦89克二氧化碳当量增加至未来每千瓦时131克二氧化碳当量。最终，瑞士温室气体排放全球占比将会降低约45%。研究人员称，大容量光伏发电站将导致目前储存设备只能解决夏季电力过剩的部分问题。

Elliot Romano称：“截至目前，所有关于电力碳足迹的研究都基于一个平均消耗值，特别是年度消耗值。我们的数值会精确到每小时，这也是我们研究的优势所在。在这种发电过程中，直接和间接产生的碳足迹都将被计算在内。所以我们考虑到了所有产生的碳足迹，比如，建造发电厂时所用混凝土生产过程中产生的碳足迹。这样能够帮助我们对于整个发电周期进行全面分析。”

这种方案和精确数据为瑞士2050年的能源战略指明了具体方向，也为新的科学研究开辟了道路。