Technologie, které by mohly dostat Čínu do roku 2050 na nulu
Čína si stanovila cíl nulových čistých emisí do roku 2060, deset let poté, co vědci tvrdí, že musíme snížit uhlík na úroveň, která zabrání nejhorším dopadům změny klimatu. Odborníci se však domnívají, že Čína by mohla dosáhnout čisté nuly dříve, pokud rozšíří správnou kombinaci technologií.
27. konference smluvních stran (COP27) klimatické rozhovory v Sharm el-Sheikhu v Egyptě se letos zaměří na národní závazky snížit znečištění uhlíkem. A jednou ze zemí, které budou čelit největší kontrole, je Čína, která je zodpovědná za 30 procent globálních emisí.
Čína se již zavázala snížit své čisté emise na nulu do roku 2060, což je deset let poté, co vědci tvrdí, že je to nutné k odvrácení nejhorších dopadů změny klimatu.
Odborníci však tvrdí, že země, která v současnosti získává většinu energie z uhlí, by mohla do roku 2050 potenciálně odříznout téměř všechna fosilní paliva ze svého energetického systému, což Číně poskytne prostor ke zvýšení svých klimatických ambicí na COP27 – a změní výhled globální dekarbonizace.
Klíč k urychlení energetického přechodu v Číně je podle výzkumníků z Harvard-China Project, spolupráce mezi Harvardskou univerzitou, univerzitou Tsinghua a Huazhong University of Science and Technology, jednoduchý.
„Existuje mnoho nejistot ohledně cest k uhlíkové neutralitě v polovině{0}}století v Číně,“ uvedla loni Harvardská univerzita v tiskové zprávě, která oznámila rozsáhlou studii na toto téma. "Ale jeden základní aspekt je jistý: budou vyžadovat masivní rozšíření větrné a solární energie, aby nahradily energii spalující uhlí- a plyn-."
Zvětšení není problém
Problém, řekli výzkumníci, "není v nákladech a proveditelnosti dostatečné obnovitelné energie, ale spíše v problémech, které přináší do sítě kvůli její variabilitě: vítr ne vždy fouká a slunce ne vždy svítí."
Pomocí modelu s vysokým -rozlišením k nalezení nákladově nejefektivnějšího{1}} způsobu, jak se čínský energetický systém stát do roku 2050 uhlíkově neutrálním, odborníci našli cestu, která je nejen proveditelná, ale nemusí nutně stát víc než spoléhání se na fosilní paliva.
Prvním krokem je zvýšení větrné a solární energie. To je ta snadná část: Čína má rozsáhlé oblasti, kde lze stavět elektrárny na obnovitelné zdroje energie, a je také světovým-producentem solárních panelů. V roce 2020 bylo sedm z deseti největších výrobců větrných turbín čínské společnosti.
Problém je v tom, že zvýšení větrné a solární energie samo o sobě pravděpodobně čínské energetické problémy spíše zhorší než zlepší. Solární energie je dostupná pouze ve dne – a pokud je zataženo, nemusí být příliš dostupná – a větrná energie je ze své podstaty nepředvídatelná. To znamená, že Čína by se mohla v některých okamžicích ocitnout v mase moci, která by byla v některých okamžicích k dispozici, a v jiných prakticky žádná.
Komplexní strategie
Část této variability lze zvládnout pomocí gridových technologií, jako je bateriové úložiště, ale u tak obrovského energetického systému, jako je ten čínský, bude nutné zvážit, jak je elektřina využívána napříč sektory, jako je doprava a těžký průmysl.
Modelování provedené Harvard-China Project ukazuje, že pokud by se Čína spoléhala pouze na integraci konvenční sítě – tedy pouhé zvýšení množství obnovitelné energie a ukládání v elektrické síti – stálo by to dalších 27 USD za tunu uhlíku.
Vzhledem k tomu, že Čína v roce 2019 vypustila zhruba 10 miliard tun oxidu uhličitého, byla by taková strategie z finančního hlediska těžko proveditelná. Když však výzkumníci Harvard-China Project vytvořili model, který zahrnoval ultra-vysoko{5}}přenos, národní propojení sítí, zelený vodík a pomalé-nabíjení vozových parků elektrických vozidel, věci se dramaticky změnily.
Namísto vyšších nákladů by zbavení se tuny oxidu uhličitého ve skutečnosti ušetřilo 25 dolarů ve srovnání s běžným provozem, ukázal model. Tato komplexní integrační strategie by Číně umožnila zbavit se až 80 procent svých uhlíkových emisí.
A úspory by umožnily vyřešit zbývajících 20 procent pomocí nákladného zachycování a ukládání uhlíku, „a přesto dosáhnout uhlíkově -neutrálního energetického sektoru v roce 2050 bez čistých nákladů,“ uvádí Harvard-China Project.
Náročné, ale proveditelné
To však neznamená, že je to snadné. Dostat Čínu na čistou nulu do roku 2050 „je náročné,“ říká Michael McElroy, profesor environmentálních studií Gilberta Butlera na Harvardské univerzitě. "Vyžaduje to národní plán a seriózní pokus mobilizovat elektřinu a distribuovat ji na národní úrovni," říká.
Ale "investice by se vrátila, protože vítr a slunce jsou primární zdroje, a jakmile zaplatíte kapitálové náklady, vítr a slunce jsou zdarma."
Dalším bonusem, který vyplynul z modelování, je to, že Čína by mohla být schopna vyrábět zelený vodík z elektrolýzy vody pomocí obnovitelné energie, „za cenu, která je v relativně krátkém časovém horizontu konkurenceschopná průmyslovým zdrojům,“ říká McElroy.
Tento vodík by mohl pohánět průmyslové procesy a mohl by být použit v turbínách k výrobě elektřiny pro rozvodnou síť v dobách nízké dostupnosti sluneční a větrné energie. Navíc by mohl být exportován do Japonska, které má zájem vyvinout energetický systém-na vodíku.
Japonsko se snaží získávat vodík z dalekých trhů, jako je Austrálie. „Náš dokument uvádí, že Čína je hned vedle Japonska a je nejlevnějším zdrojem [zeleného vodíku], jaký si dokážeme představit,“ říká McElroy.
Pobřežní vítr je klíčový
Další klíčovou složkou technologického mixu by byl pobřežní vítr. Čína již má největší světový trh s větrnou elektrárnou na moři, přičemž údaje z tamního Národního energetického úřadu naznačují, že v roce 2021 instalovala větší kapacitu než zbytek světa za posledních půl desetiletí.
Pobřežní vítr může v Číně pokračovat v rozmachu, protože země je obklopena mělkými moři, kde je snadné instalovat turbíny. Tato technologie přirozeně vyhovuje energetickým potřebám země, protože většina čínské populace, měst a průmyslových uzlů se nachází blízko pobřeží, takže elektřina vyrobená větrem na moři nemusí cestovat daleko, aby se dostala do hlavních center zatížení.
McElroy říká, že čínská vláda pravděpodobně vzala na vědomí studii Harvard-China Project a mohla by být připravena přijmout její doporučení, přičemž jeden z hlavních čínských autorů je dobře napojen na vládu země. "Tohle je pohyblivý cíl," říká profesor.
"Řekli, že se do roku 2060 nebo dříve dostanou na čistou nulu. Nemyslím si, že jsou sňatky s rokem 2060. Proto jsme se podívali na náročnější příležitost, jako je rok 2050."
Životně důležité poslání
Umožnění dekarbonizace v Číně je důležité nejen kvůli podílu globálních emisí, za který je národ zodpovědný, ale také kvůli rozsahu výroby, která v zemi probíhá. Ve skutečnosti, pokud se Číně podaří dosáhnout čistých nulových emisí, sníží úroveň uhlíku obsaženého v milionech produktů používaných po celém světě.
„Potřeby a využití energie v Číně se rychle mění v rámci globální velké transformace, která zahrnuje vzestup digitální ekonomiky, další průmyslovou revoluci a vznik ekologické civilizace,“ říká generální tajemnice Světové energetické rady Angela Wilkinsonová.
"Jak Čína buduje, udržuje, předělává a vyřazuje z provozu energetické systémy, aby uspokojily potřeby tepla, elektřiny, paliva a skladování energie doma i v zahraničí, změní se globální energetický výhled."
Čína už má větší kapacitu větrné energie než Spojené státy a tuto technologii považuje za „klíčovou součást své cesty k dekarbonizované, soběstačné{0}}budoucnosti, kde nebude prostor pro nové uhlí,“ dodává Wilkinson.
„Zdá se, že je otevřena více cest pro poskytování udržitelnějších a klimaticky -neutrálních energetických služeb, s vědomím, že revoluce v oblasti obnovitelných zdrojů bude potřebovat další čisté, cenově dostupné a spolehlivé energetické přátele, aby se rozrostla.“
