Kapacitetsfaktorer och utjämnade kostnader för el. Rumsliga fördelningar av medelvärdet (A) CF och (B) LCOE [$ kWh-1] över 1980-2018 för den filtrerade regionen. Kustprovinserna är färgade gråa. De streckade blå linjerna anger havsvindområden som ligger närmast vissa provinser. Notera de olika färgfältsgränserna i (A) och (B). Kredit:Peter Sherman / Harvard-China Project
Enligt Paris klimatavtal, Kina har åtagit sig att förlita sig på förnybara resurser för 20 procent av sitt energibehov till 2030. För närvarande, landet är på väg att fördubbla det åtagandet, siktar på att nå 40 procent under nästa decennium. Vindkraft är avgörande för att nå det målet. Under de senaste 20 åren, Kinas vindkraftskapacitet har exploderat från 0,3 gigawatt till 161 gigawatt.
Men, de senaste åren, att tillväxten har avtagit och förhoppningarna om Kinas vinddrivna framtid har dämpats.
Varför? Plats, plats, plats.
Folkrika kustprovinser, inklusive Guangdong och Jiangsu, förbrukar cirka 80 procent av landets totala el men den stora majoriteten av Kinas vindkapacitet kommer från landbaserade vindkraftsparker på platser som Inre Mongoliet, mer än tusen mil bort från de flesta större städer.
För att göra saken värre, nyare klimatstudier har antytt att den försvagade land-havstemperaturgradienten på grund av globala klimatförändringar gör historiskt blåsiga regioner, som Inre Mongoliet, mindre blåsigt.
Dessutom, mycket av vindkraften från dessa regioner används inte på grund av när den produceras. Forskning har visat att cirka 16 procent av den totala potentiella vindproduktionen gick till spillo mellan 2010 och 2016, kostar mer än 1,2 miljarder dollar.
Om Kina ska nå och överträffa sitt Parismål till 2030, det kommer att behöva hitta ett sätt att öka sin vindkapacitet.
I en nyligen genomförd studie, forskare från Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) och Huazhong University of Science and Technology i Kina, fann att havsvind kunde vara en stor del av lösningen.
Den här kartan visar tillgänglig vindkapacitet per provins i gigawatt. Kredit:Harvard SEAS
Forskningen är publicerad i Vetenskapens framsteg .
"Detta är ett viktigt nytt bidrag, ett erkännande av att Kina har en riklig havsbaserad vindpotential som kan utvecklas och föras på land till de kraftsugna kustprovinserna till kostnader som är konkurrenskraftiga med befintliga koleldade förorenande kraftverk, sa Michael McElroy, Gilbert Butler professor i miljöstudier vid SEAS och senior författare till artikeln.
Den här kartan visar efterfrågan på el per provins i gigawatt. Kredit:Harvard SEAS
För att beräkna kapaciteten och kostnaden för havsvind i Kina, forskarna identifierade först de regioner där vindkraftsparker till havs kunde byggas, exklusive fraktzoner, miljöskyddade områden och vattendjup högre än 60 meter. De beräknade vindhastigheterna i dessa områden och uppskattade timkapaciteten för var och en av turbinerna.
De fann att den totala potentiella vindkraften från vindkraftsparker som byggts längs den kinesiska kusten är 5,4 gånger större än det nuvarande kustbehovet på kraft.
Forskarna fann också att denna kraft skulle vara kostnadseffektiv.
Detta diagram visar havsenergipotentialen i förhållande till efterfrågan i kustprovinserna. Kredit:Harvard SEAS
"Vi uppskattar kostnaderna för havsbaserad vindkraft enligt en rad värden som härrör från den senaste utvecklingen av vindkraftsparker till havs, sa Peter Sherman, en doktorand vid institutionen för jord- och planetvetenskap och första författare till uppsatsen. "Offshore-vindkraftverk har historiskt varit oöverkomligt dyra, men det är klart nu att på grund av betydande tekniska framsteg, ekonomin har förändrats så att havsbaserad vindkraft kan vara kostnadskonkurrenskraftig nu med kol och kärnkraft i Kina."
Forskarna uppskattade att om elpriserna är höga, havsvind kan ge mer än 1, 000 terawattimmar, eller cirka 36 procent av allt kustenergibehov. Om elpriserna är låga, det kan ge mer än 6, 000 terawattimmar, eller 200 procent av det totala energibehovet.
"Vår forskning visar potentialen för kostnadseffektiva, havsbaserad vindkraft till kustregioner, minska utsläppen av växthusgaser och förbättra luftkvaliteten i Kina, sa McElroy.