De technologieën die China tegen 2050 naar NET ZERO kunnen brengen
China heeft tegen 2060 een doelstelling gesteld van netto -nulemissies, een decennium nadat wetenschappers zeggen dat we koolstof moeten snijden tot niveaus die de ergste effecten van klimaatverandering vermijden. Maar experts geloven dat China van tevoren netto nul zou kunnen bereiken als het de juiste mix van technologieën kan opschalen.
De 27e conferentie van partijen (COP27) klimaatbesprekingen in Sharm El-Sheikh, Egypte, zal dit jaar de aandacht richten op nationale toezeggingen om koolstofvervuiling te verminderen. En een van de landen die het grootste onderzoek zullen ondervinden, is China, wat verantwoordelijk is voor 30 procent van de wereldwijde emissies.
China heeft al toegezegd zijn netto -emissies in 2060 tot nul te brengen, wat een decennium is nadat de puntwetenschappers zeggen dat het nodig is om de ergste effecten van klimaatverandering te voorkomen.
Maar experts zeggen dat het land, dat momenteel het grootste deel van zijn energie uit steenkool haalt, mogelijk bijna alle fossiele brandstoffen uit zijn energiesysteem tegen 2050 kan snijden, waardoor China ruimte heeft om zijn klimaatambitie op COP27 te vergroten - en de vooruitzichten voor wereldwijde decarbonisatie te veranderen.
De sleutel tot het versnellen van de energieovergang van China is eenvoudig, volgens onderzoekers van het Harvard-China Project, een samenwerking tussen Harvard University, Tsinghua University en Huazhong University of Science and Technology.
"Er zijn veel onzekerheden over paden naar koolstofneutraliteit uit het midden van de eeuw in China", zei vorig jaar, Harvard University in een persbericht waarin een groot onderzoek naar het onderwerp werd aangekondigd. "Maar één fundamenteel aspect is zeker: ze vereisen enorme uitbreidingen van wind- en zonne-energie om kolen- en gasgestookte kracht te verplaatsen."
Opschalen is geen probleem
Het probleem, zei onderzoekers, "is niet de kosten en haalbaarheid van voldoende hernieuwbare generatie, maar eerder de uitdagingen die het in het raster introduceert vanwege zijn variabiliteit: de wind waait niet altijd en de zon schijnt niet altijd."
Het gebruik van een model met hoge resolutie om de meest kosteneffectieve manier te vinden voor het power-systeem van China om tegen 2050 CO2-neutraal te worden, vonden de experts een route die niet alleen haalbaar was, maar niet noodzakelijkerwijs meer kosten dan afhankelijk van fossiele brandstoffen.
Stap één is om wind en zonne -energie op te schalen. Dit is het gemakkelijke deel: China heeft enorme gebieden om hernieuwbare energie-fabrieken te bouwen en is ook 's werelds nummer één producent van zonnepanelen. In 2020 waren zeven van de top tien fabrikanten van windturbine Chinese bedrijven.
Het probleem is dat het verhogen van de wind- en zonne -energie op zichzelf waarschijnlijk de China's energieproblemen erger zal maken dan beter. Zonne -energie is alleen overdag beschikbaar - en is misschien niet erg beschikbaar als het bewolkt is - en windenergie is inherent onvoorspelbaar. Dit betekent dat China zich op sommige tijdstippen op sommige tijdstippen en vrijwel geen bij anderen beschikbaar zou kunnen vinden.
Een uitgebreide strategie
Een deel van deze variabiliteit kan worden behandeld met behulp van rastertechnologieën zoals batterijopslag, maar voor een energiesysteem zo enorm als dat van China, zal het nodig zijn om te overwegen hoe elektriciteit wordt gebruikt in sectoren zoals transport en zware industrie.
De modellering van het Harvard-China-project toont aan dat als China alleen op conventionele rasterintegratie zou vertrouwen-dat wil zeggen alleen door de hoeveelheid hernieuwbare energie en opslag op het elektriciteitsnetwerk te vergroten-het een extra $ 27 per ton koolstof zou kosten.
Aangezien China in 2019 ongeveer 10 miljard ton koolstofdioxide uitgezonden, zou een dergelijke strategie moeilijk te doen zijn op financiële basis. Toen de Project-onderzoekers van Harvard-China echter een model bouwden dat ultra-hoog-spanningstransmissie, nationale rasterinterconnectie, groene waterstof en langzaam opladende elektrische voertuigvloten in de mix omvatte, veranderden de dingen dramatisch.
In plaats van meer te kosten, zou het verwijderen van een ton kooldioxide daadwerkelijk $ 25 besparen in vergelijking met het doorgaan met zaken zoals gewoonlijk, zo bleek uit het model. Deze uitgebreide integratiestrategie zou China in staat stellen om tot 80 procent van zijn CO2 -uitstoot af te komen.
En de besparingen zouden het mogelijk maken om de resterende 20 procent te behandelen met behulp van dure koolstofafvang en -opslag, "en toch een koolstofneutrale energiesector in 2050 zonder netto-kosten bereiken", aldus het Harvard-China-project.
Uitdagend maar haalbaar
Dit betekent echter niet dat het gemakkelijk is. Het is een uitdaging ", zegt Michael McElroy, Gilbert Butler, professor milieustudies aan de Harvard University. "Het vereist een nationaal plan en een serieuze poging om elektriciteit te mobiliseren en nationaal te verdelen", zegt hij.
Maar "Er zou een rendement op investeringen zijn, omdat wind en zonne -energie de primaire bronnen zijn, en zodra u de kapitaalkosten betaalt, zijn de wind en zon gratis."
Een andere bonus die uit de modellering naar voren is gekomen, is dat China mogelijk groene waterstof kan produceren, van de elektrolyse van water met behulp van hernieuwbare energie, "tegen een kosten die concurrerend is met industriële bronnen op een relatief korte tijdschema", zegt McElroy.
Deze waterstof zou industriële processen kunnen voeden en in turbines kunnen worden gebruikt om elektriciteit voor het rooster te creëren in tijden van lage zonne- en windbeschikbaarheid. Bovendien kan het worden geëxporteerd naar Japan, dat graag een energiesysteem op waterstofgebaseerd is.
Japan wil waterstof van markten zo ver weg als Australië vinden. "Ons artikel maakt het argument dat China zich naast Japan bevindt en de goedkoopste bron is [van groene waterstof] die we ons kunnen voorstellen", zegt McElroy.
Offshore wind is de sleutel
Een ander belangrijk ingrediënt in de technologiemix zou offshore wind zijn. China heeft al 's werelds grootste offshore windmarkt, met cijfers van de National Energy Administration van het land die suggereren dat het in 2021 meer capaciteit heeft geïnstalleerd dan de rest van de wereld in het afgelopen half decennium heeft.
Offshore wind kan blijven bloeien in China omdat het land is omgeven door ondiepe zeeën waar het gemakkelijk is om turbines te installeren. De technologie is van nature geschikt voor de energiebehoeften van het land omdat de meeste Chinese bevolking, steden en industriële hubs zich in de buurt van de kust bevinden, dus de elektriciteit die wordt geproduceerd door offshore wind hoeft niet ver te reizen om naar grote laadcentra te komen.
McElroy zegt dat de Chinese regering waarschijnlijk kennis zal hebben genomen van de Harvard-China-projectstudie en dat hij klaar zou kunnen zijn om haar aanbevelingen aan te nemen, waarbij een van de belangrijkste Chinese auteurs goed verbonden is met de administratie van het land. "Dit is een ontroerend doelwit", zegt de professor.
"Wat ze hebben gezegd, is dat ze tegen 2060 of eerder naar Net Zero gaan. Ik denk niet dat ze zijn getrouwd met 2060. Dit is waarom we naar een meer uitdagende kans hebben gekeken, zoals 2050."
Een vitale missie
Het mogelijk maken van decarbonisatie in China is niet alleen belangrijk vanwege het aandeel van de wereldwijde emissies waarvoor de natie verantwoordelijk is, maar ook vanwege de schaal van productie die in het land gebeurt. In feite, als China de netto nulemissies kan bereiken, zal het de niveaus van belichaamde koolstof verlagen in miljoenen producten die over de hele wereld worden gebruikt.
"De energiebehoeften en het gebruik van China verschuiven snel als onderdeel van een wereldwijde grote overgang, waaronder de opkomst van digitale economie, een volgende industriële revolutie en de opkomst van ecologische beschaving", zegt secretaris -generaal Angela Wilkinson van de Wereldraad.
"Hoe China energiesystemen bouwt, onderhoudt, hergebruikt, hergebruikt en ontcommisseerd om te voldoen aan de behoeften van warmte-, stroom-, stroom- en energieopslagbehoeften in binnen- en buitenland, zal de wereldwijde energievooruitzichten hervormen."
China heeft al meer windcapaciteit dan de Verenigde Staten en ziet de technologie als "een belangrijk onderdeel van zijn rit naar een koolstofarm, zelfvoorzienende toekomst, waar geen ruimte zal zijn voor nieuwe steenkool", voegt Wilkinson eraan toe.
"Het lijkt open voor meerdere paden voor het leveren van duurzame en klimaatneutrale energiediensten, en erkent dat de revolutie van de hernieuwbare energiebronnen andere schone, betaalbare en betrouwbare energievrienden nodig heeft om op te schalen."
