环境学院、碳中和研究院鲁玺教授团队合作提出加速全球可再生能源开发与利用的创新性解决方案

清华新闻网3月25日电 可再生能源的大规模部署是应对全球能源危机与实现碳中和目标的重要举措。目前在全球范围内，各国都在积极推动可再生能源的发展。虽然可再生能源发展潜力巨大，然而在开发利用过程中面临技术、政策、市场等诸多挑战。如何有效地推动可再生能源开发和利用成为全球关注的热点问题和前沿问题。近日，清华大学环境学院、碳中和研究院鲁玺教授团队联合北京大学与中国农业大学团队，系统梳理了目前可再生能源开发利用过程中存在的潜在挑战，在此基础上从物质流、信息流与能量流的综合视角提出了加速全球可再生能源开发与利用的创新性解决方案。1pz知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

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 全球可再生能源的生产、开发和利用挑战及相应的解决方案1pz知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

研究表示，可再生能源开发与利用面临的潜在挑战主要包括三个层面。可再生能源生产方面，传统基于年均值的静态评估方法无法满足可再生能源高精度化规划管理与政策制定需求、单一资源自然属性指标难以服务可再生能源并网利用需求、气候变化（如风速、太阳辐射、极端气候事件等）对可再生能源生产的稳定性影响增大等。可再生能源利用方面，可再生能源长期波动不确定性风险增加、现有电力系统难以应对大规模可再生能源接入所带来的波动等。可再生能源产业链环境风险方面，可再生能源环境影响与效益时空差异性表征不足、可再生能源的部署对局地环境生态直接效益及其机理的研究存在不足、未来关键矿产资源供应压力增加、可再生能源废弃物管理面临挑战等。1pz知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

研究进一步提出了可再生能源开发与利用的潜在解决方案。可再生能源精准化评估方面，未来的技术发展应侧重于加强多尺度气候预测和风险管理能力，揭示可再生能源时变动性及其驱动因素，建立长时序变动性预测方法及风险预警机制，保障可再生能源生产的稳定性和能源系统运行的安全性。可再生能源高效利用机制方面，未来应发展跨发电、输电、负荷等关键技术的主动并网机制，供给侧与需求侧阐释其协同利用机制，可以通过需求响应、电动汽车、储能等交互技术，促进分布式可再生能源的消纳；在输电方面，灵活的交流和高压直流输电技术可以提高容量，而微电网和分布式发电可以最大限度地减少长距离输电需求；在储能方面，协同利用长时储能（例如氢能和抽水蓄能）和短时储能（例如电化学储能）可以进一步减小能源波动。可再生能源产业链方面，未来应注重开发更加环保的回收技术，如水冶金技术和生物浸出技术，并推动能源材料创新，特别是钙钛矿光伏材料的应用，这有望提高太阳能转换效率并降低资源依赖；同时，采用全生命周期分析方法评估能源产品的全程环境影响，将有助于提升能源开发的可持续性。1pz知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

总体来讲，加速全球可再生能源开发与利用不仅仅依赖于技术的突破，还需要政策、市场和国际合作的共同支持。各国应根据本国的资源禀赋与技术条件，制定适合的能源政策并推动技术创新。同时，加强跨国合作和全球能源市场的整合，将加速可再生能源的全球化应用，推动能源绿色低碳转型和高质量发展。1pz知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

相关研究成果以“加速全球可再生能源开发与利用”（Accelerating exploitation and integration of global renewable energy）为题，于3月11日发表于细胞（Cell）出版集团旗下《创新》（The Innovation）杂志。1pz知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯

清华大学环境学院、碳中和研究院教授鲁玺为论文通讯作者，中国农业大学资源与环境学院副教授庄明浩为论文共同通讯作者，北京大学数学科学学院大数据国家工程实验室副研究员王剑晓、北京大学工学院2021级博士生陈新江为论文共同第一作者。论文合作者包括中国工程院院士、清华大学环境学院教授、碳中和研究院院长贺克斌，电机系副教授张宁，环境学院博士毕业生李彦和阮梓纹、2022级博士生王雨涵，北京大学工学院教授宋洁。研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划项目、碳中和与能源智联国际大科学计划（CNEST）培育项目等的资助。1pz知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯