【Applied Energy 最新原创论文】通过可再生能源、能源公民意识和区域一体化推动中美洲的能源转型

学术   2024-11-30 18:30   美国  

原文信息:

Enabling Central America's energy transition through renewable energy, energy citizenship, and regional integration

原文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261924018762#f0070

Highlights

• 中美洲实现到2050年100%可再生能源的路径。

• 在不同情景下,可再生能源的渗透率范围从60%到100%。

• 结果显示,各国特定的加权平均资本成本(WACC)如何影响能源转型。

• 雄心勃勃的可再生能源路径相比其他替代方案实现了最低成本。

• 支持性的政策、吸引力的电力市场和积极参与的公民对转型的成功至关重要。

摘要

       在中美洲,向可再生能源的转型对于减缓气候变化和促进能源公民意识至关重要。然而,关于该地区高度可再生能源系统的研究仍然不足。为了填补这一空白,本研究评估了通过100%可再生能源实现中美洲能源系统去化石化的路径,涵盖该地区的七个国家。根据电力、供热和交通部门的可再生能源技术渗透率,以及电力交换和市场成熟度,制定了三种主要情景:最佳情景、延迟情景和当前政策情景。该研究采用了一种新颖的方法,结合了各国特定的加权平均资本成本来建模这些假设。使用LUT能源系统转型模型,预计到2050年,能源转型将以5年为增量进行。关键发现表明,雄心勃勃的最佳政策情景预计到2050年将消除化石燃料发电,完全依赖可再生能源,并通过电力转化(Power-to-X)解决方案和部门耦合去化石化难以减排的行业。此转型旨在到2050年实现零二氧化碳排放,所需投资为1250亿至1400亿欧元。尽管需要大量投资,但系统成本的降低可能会对中美洲的经济和社会产生深远影响,带来社会经济和环境效益。实现这一转型需要支持性的监管、吸引力的电力市场以及能源公民的积极参与。该研究强调了使用100%可再生能源去化石化中美洲能源系统的可行性和益处,为政策制定者和利益相关者提供了宝贵的见解,以制定有效的策略,加速能源转型并实现气候目标。研究结果也可能对其他面临类似能源系统和挑战的地区具有参考价值。

Abstract

Transitioning to renewables in Central America is crucial for mitigating climate change and promoting energy citizenship. Research on highly renewable energy systems in the region is still lacking. To fill this gap, this study assesses pathways to defossilise the Central American energy system through 100% renewable energy in the seven countries of the region. Three main scenarios, Best, Delayed, and Current Policy, are formulated based on renewable energy technology penetration in power, heating, and transport sectors, as well as electricity exchange and market maturity. A novel approach incorporates country-specific weighted average cost of capital to model these assumptions. The energy transition is projected in 5-year increments until 2050 using the LUT Energy System Transition Model. Key findings indicate that the ambitious Best Policies Scenario foresees eliminating fossil fuel-generated electricity by 2050, relying solely on renewables, and defossilising hard-to-abate sectors via Power-to-X solutions and sector coupling. This transformation aims for zero CO2 emissions by 2050, requiring investments of 125–140 b€. Despite substantial investments, system cost reductions could profoundly impact Central American economies and societies, yielding socio-economic and environmental benefits. Achieving this transition necessitates supportive regulation, an attractive power market, and active engagement from energy citizens. The study highlights the feasibility and benefits of defossilising the Central American energy system using 100% renewable energy. It provides valuable insights for policymakers and stakeholders to develop effective strategies to accelerate the energy transition and achieve climate goals. The results could also be relevant to other regions with similar energy systems and challenges.


Keywords

Central America; Sustainable development; Energy citizenship; Developing countries; 100 % renewable energy; Smart energy system


Graphics

图1 2020年中美洲的能源平衡


图3 中美洲建模的地理范围


图4 中美洲(a)人均电力消费、(b)热能需求,以及(c、d)交通需求和人口增长的演变。


图6 中美洲2020年至2050年间各情景下(a)装机电力容量和(b)电力生成结构的10年间隔变化。


图10 燃料(a)转化能力、(b)供应和(c)各情景下交通领域的最终能源需求。


图1. 中美洲2020年至2050年间各情景下(a)平准化电力成本和(b)平准化最终能源成本的演变

关于Applied Energy

本期小编:彭维珂;审核人:董增澳

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