新型太阳能电池板设计可帮助欧洲实现公平且有弹性的能源目标
2025-07-16 09:33
来源:奥胡斯大学
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欧洲承诺2050年实现气候中和,但如何以技术可行、经济负责且对成员国公平的方式达成目标?奥胡斯大学和丹麦技术大学研究人员在《自然通讯》发表的新研究给出了方案。

太阳能光伏的空间分布。图片来源:《自然通讯》(2025)

研究人员借助覆盖非洲大陆的先进能源模型,探究各国实现年度能源自给自足(能源生产量等于消耗量)的情况,这并非孤立主义,而是能源公平与韧性原则。

研究结果积极。论文第一作者、博士后帕里萨·拉丹称,气候中和不必然牺牲能源公平,凭借智能技术和协同努力,可实现各国共同受益的转型。

研究表明,欧洲能实现净零排放,即温室气体排放量不超通过重新造林、碳储存或技术解决方案吸收的量,这对实现《巴黎协定》限制全球变暖目标至关重要。与非自给自足的最具成本效益情景相比,实现净零排放平均成本仅增2.1%。

目前依赖能源进口的国家,如比利时和荷兰,成本可能最高升150%,其他国家则可能节省成本。总体上,这会使太阳能和风能发电设施分布更均衡,实现更公平、更具韧性的转型。

该场景中,太阳能尤其是新型太阳能电池板配置是重要技术。模型显示,全天跟随太阳从东向西运行的单轴跟踪系统在欧洲具有成本效益。因太阳能电池板很少满负荷运行,减小逆变器尺寸是经济有效的策略。

帕里萨·拉丹表示,曾被认为昂贵的技术如今经济高效,因太阳能电池板价格大幅下降,包括逆变器尺寸和太阳能电池板东西倾斜配置。这些方案对人口稠密或土地有限的国家价值大,可提高单位面积能源产量、支持自给自足。

研究人员强调,自给自足不意味着孤立,即便电力生产更本地化,各国仍会贸易资源丰富地区生产的合成油、甲醇和氢气。欧洲能源系统如绿色拼图,各国贡献且获邻国支持,各部分完美拼合。

针对太阳能和风能必要扩大规模是否现实的关键问题,研究人员分析表明,前提是许多国家大幅提升发展水平。以历史数据为基准,一些国家所需增长率超历史最高纪录,但并非遥不可及。

帕里萨·拉丹称,需提升雄心,技术发展和政治势头正朝正确方向,现在是行动之时。该研究向各国政策制定者和欧盟发出明确信息:在能源模式中为新型太阳能技术留空间,促进全球协调,让能源正义成为转型动力而非障碍。

更多信息:Parisa Rahdan 等,《战略性部署太阳能光伏,实现欧洲能源转型期间的自给自足》,《自然通讯》(2025 年)

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