中美風(fēng)電比較：中國風(fēng)電發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)

在2015年召開的巴黎氣候變化大會上，中國承諾2030年前實現(xiàn)碳排放達峰值，并將非化石能源在一次能源消費中的比重提升到20%。發(fā)展利用風(fēng)能，擴大中國的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)是實現(xiàn)這一目標的重要途徑。2015年底，中國風(fēng)電裝機容量達到145.1 GW，高出美國裝機容量的93.5%，但風(fēng)力發(fā)電量僅為186.3TWh，比美國低4.6TWh。論文通過空間地理建模，首次提出評價區(qū)域風(fēng)電場風(fēng)機綜合表觀質(zhì)量的定量指標，通過定量分析中美兩國整體風(fēng)力資源、平均理論容量因子，以及現(xiàn)有風(fēng)電場的平均理論容量因子，發(fā)現(xiàn)中美風(fēng)電資源質(zhì)量差異對兩國現(xiàn)有風(fēng)電場發(fā)電水平的差異貢獻不高，澄清了傳統(tǒng)認識上的偏差。在此基礎(chǔ)上，通過因子分解的方法，定量揭示了風(fēng)電場聯(lián)網(wǎng)問題，風(fēng)電場表觀質(zhì)量，以及棄風(fēng)問題是造成中美風(fēng)電場表現(xiàn)差異的主要原因。文章最后從電網(wǎng)規(guī)劃、電力調(diào)度與電力市場，以及提高電力系統(tǒng)靈活性方面提出了應(yīng)對措施。

中美風(fēng)力資源比較示意圖。

2009年，魯璽副教授曾以并列第一作者身份在Science發(fā)表封面文章Potential for Wind-Generated Electricity in China，定量分析了我國風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟潛力，以及潛在的CO2減排作用，并提出我國陸上風(fēng)力發(fā)電成本供應(yīng)曲線。此次發(fā)表在《自然-能源》的論文是在之前研究基礎(chǔ)上，對我國新能源全生命周期的環(huán)境與氣候變化效益系列研究中的又一項重要成果。《自然-能源》特邀美國華盛頓喬治城大學(xué)教授喬安娜˙劉易斯(Joanna Lewis)教授對該論文進行專題評論。

魯璽副教授為論文的第一和通訊作者，哈佛大學(xué)邁克爾˙邁克艾羅伊(Michael B. McElroy)教授為該論文的共同通訊作者。其他合作者包括哈佛大學(xué)中國項目(Harvard China Project)執(zhí)行主任克里斯˙尼爾森(Chris P. Nielsen)、普林斯頓大學(xué)彭暐博士、北京大學(xué)劉詩陽與南京大學(xué)王海鯤副教授。

魯璽副教授于2015年通過國家“青年千人”計劃從哈佛大學(xué)引進到清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院任職，主要從事新能源、大氣環(huán)境與氣候變化方面的研究。