2020年9月22日, 国家主席习近平在第75届联合国大会上宣布，中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。2021年3月15日，中央财经委员会第九次会议又明确提出构建以新能源为主体的新型电力系统。践行碳达峰、碳中和战略，能源是主战场，电力是主力军。根据国内多家权威机构预测，2060年前实现碳中和，中国的风电、太阳能装机容量将超过50-60亿千瓦，是2020年装机容量的十余倍。如此大规模的开发利用，究竟该如何优化布局尚未明晰。

鉴于此，李双成教授团队在国家自然科学基金支持下，与国家气候中心、中科院青藏所、金风科技、国网能源院和发改委能源所等单位的同行合作，基于中国长时间序列高时空分辨率的风能、太阳能资源数据库和中国精细化土地利用数据库，中国分省逐小时电力负荷数据库，构建了风电、光伏发电电力供需与空间优化模型，揭示了中国风能和太阳能开发对实现碳中和的潜在贡献。研究比较了8种风光资源开发利用情景（即基础情景、区域电网互联情景、技术进步情景、需求响应情景、区域电网互联+技术进步情景、区域电网互联+需求响应情景、技术进步+需求响应情景、区域电网互联+技术进步+需求响应情景）下，2050年中国高比例风光电力系统的结构性、经济性和气候-环境指标的差异。结果发现，在区域电网互联情景下，到2050年，如果风电装机2495GW、光伏装机2674GW，按照全国小时级的电力电量互动平衡，不考虑储能和需求侧响应，仅靠风光就可以满足全国约67%的电量需求，同时弃电率小于7%。（图1）。该情景下，2050年中国风能、太阳能的开发格局如图2所示。研究结论对于揭示碳中和目标下中国风能太阳能资源的开发布局和构建，以新能源为主体的新型电力系统具有重要意义。

论文成果以“Potential contributions of wind and solar power to China’s carbon neutrality”为题发表在《Resources, Conservation & Recycling》杂志上，IF：10.2。8040威尼斯2015级直博生刘来保和国家气候中心王阳高级工程师为论文共同第一作者和通讯作者，李双成教授为论文共同通讯作者。该成果获得国家自然科学基金（41590843）等项目资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2022.106155

图1. 8种风光资源开发情景下，风电、光伏发电满足2050 年电力需求的比例

图2. 基础情景和区域电网互联情景下的2050年风光资源开发最优空间格局