中国实现碳中和：可再生能源规模化发展的时间与区域限制

Mon, 01 Dec 2025 00:00:00 +0000

该研究将电力系统建模与地方部署约束相结合，识别中国电力转型中可再生能源部署压力可能集中的时期和区域。

图 1：Advances in Applied Energy 论文首页。

中国可持续电力系统综合优化模型（CISPO）

Tue, 25 Mar 2025 00:00:00 +0000

CISPO 是面向中国电力系统碳中和转型研究的规划与运行优化模型。模型将站点级可再生能源资源评估、省级电网容量扩张和全年 8760 小时运行调度相结合，使可再生能源开发、储能、水电、输电、稳定电源、CCS、DAC 和可靠性约束能够在同一框架下协同优化。

该模型已用于研究中国 2060 年碳中和电力系统转型、抽水蓄能和水电灵活性价值、可再生能源空间布局、碳捕集与封存、土地利用约束，以及高比例新能源系统下的市场机制和政策设计。

CISPO 以省级电网为基本电力平衡区域，并显式表示可再生能源与水电站点、变电站、负荷中心、跨省输电通道和碳封存位置。风电、光伏、光热和水电在空间资源点层面建模，火电、核电、储能、DAC 和碳管理技术在电网区域层面建模。

模型覆盖陆上风电、海上风电、集中式光伏、分布式光伏、光热发电、径流式水电、水库水电、煤电、天然气、核电、生物质、锂离子电池、抽水蓄能、直接空气捕集，以及碳捕集、运输和封存。火电与生物质发电可以区分是否配备 CCS，因此能够分析残余排放、BECCS 和负排放路径。

CISPO 的目标函数是在中国电网、资源、技术和政策约束下最小化年度系统成本。成本项包括年化投资成本、固定和可变运维成本、燃料成本、机组启停成本、爬坡成本、储能运行成本、交直流输电成本、可再生能源汇集线路、主干线路、变电站、DAC、二氧化碳捕集、运输和注入成本。

与仅进行电量平衡的模型不同，CISPO 显式刻画逐小时运行和可靠性要求。对于碳中和电力系统规划，这一点尤为重要，因为高比例风光不仅改变年度发电量需求，也会改变爬坡需求、备用需求、惯量水平、弃风弃光、储能时长和跨省输电价值。

CISPO 结合气象数据、土地利用和选址约束、可再生能源资源潜力、水电与抽水蓄能潜力、既有装机、省级负荷曲线、技术成本、输电假设、燃料价格、碳封存潜力和政策目标等输入。

典型输出包括分省分技术最优装机、逐小时出力、储能运行、水电发电与水库行为、省间电力流、弃风弃光、备用供给、系统成本、碳排放、碳捕集与封存流量，以及可再生能源部署的空间分布。