在加快實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)背景下，全球能源轉(zhuǎn)型見證可再生能源的快速進(jìn)展。洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)和瑞士西部高等專業(yè)學(xué)院瓦萊凈零實(shí)驗(yàn)室(HES-SO Valais)的研究人員以2050年瑞士能夠?qū)崿F(xiàn)碳中和和能源獨(dú)立為條件，對(duì)瑞士能源系統(tǒng)進(jìn)行了建模。結(jié)果顯示，與2020年相比，這兩個(gè)假設(shè)條件均可以得到滿足，同時(shí)能源系統(tǒng)成本降低約30%。

利用目前尚未開發(fā)的當(dāng)?shù)乜稍偕茉矗碚撋峡梢栽?050年前建立一個(gè)碳中性的獨(dú)立瑞士能源系統(tǒng)。該系統(tǒng)甚至比2020年采用相同假設(shè)建模的國(guó)家能源系統(tǒng)成本更低，成本降低30%-32%，該研究由EPFL和HES-SO Valais領(lǐng)導(dǎo)，有望為加強(qiáng)國(guó)內(nèi)清潔能源投資計(jì)劃鋪平道路。

雖然理論上可行，但瑞士能源系統(tǒng)的完全獨(dú)立本質(zhì)上并不僅僅是一個(gè)目標(biāo)。然而，2050年的碳中和目標(biāo)與《聯(lián)邦氣候保護(hù)目標(biāo)法案》(Federal Act on Climate Protection Objectives，2023年6月提交瑞士投票)一脈相承。

盡管如此，科學(xué)家們還是決定使用多能源和多部門建模框架EnergyScope，推動(dòng)瑞士成為一個(gè)能源完全獨(dú)立的國(guó)家，從理論上保證供應(yīng)安全，隨后計(jì)算進(jìn)出口的影響。該模型產(chǎn)生了成本最優(yōu)的投資方案，滿足了瑞士社會(huì)(定義為家庭、交通和工業(yè))的需求，并側(cè)重于現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施或改善后基礎(chǔ)設(shè)施的作用。

由弗朗索瓦·馬雷夏爾領(lǐng)導(dǎo)的EPFL工程學(xué)院工業(yè)過程和能源系統(tǒng)工程小組(IPESE)的研究人員發(fā)現(xiàn)，為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，瑞士應(yīng)該增加光伏和風(fēng)能發(fā)電，用光伏系統(tǒng)覆蓋瑞士60%的屋頂面積，可以實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的經(jīng)濟(jì)效益。

EPFL和HES-SO Valais的博士生喬納斯·施尼德格作為第一作者在《能源研究前沿》上發(fā)文，他解釋道：在瑞士建筑物密集的地區(qū)，仍有很大的光伏發(fā)展?jié)摿τ写_發(fā)。太陽(yáng)能電池板只要覆蓋接近三分之二的屋頂，就可以達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)效益，下一步是確定哪種屋頂最適合開發(fā)光伏潛力。

由于夏季陽(yáng)光更強(qiáng)烈，冬季風(fēng)力更大，因此有必要在發(fā)電和季節(jié)性儲(chǔ)存之間找到適當(dāng)?shù)钠胶猓詽M足瑞士的能源需求，尤其是在冬季的能源需求。該研究表明，太陽(yáng)能生產(chǎn)以夏季為主，可以通過部署風(fēng)能來實(shí)現(xiàn)最佳平衡，冬季與水力發(fā)電和生物質(zhì)能一起配合發(fā)電。

研究還表明存在大量等效解決方案，他們?cè)u(píng)估了結(jié)果對(duì)不確定成本的敏感性。這些模型揭示了各種方案的相互依存性以及技術(shù)選擇對(duì)其他投資和基礎(chǔ)設(shè)施的影響。

研究人員得出結(jié)論，主要區(qū)別在于成本的性質(zhì)：目前瑞士能源系統(tǒng)主要基于(廉價(jià))進(jìn)口，而不是投資。因此，消費(fèi)者支付并依賴使用在瑞士以外投資和運(yùn)營(yíng)的資源和技術(shù)。馬雷夏爾解釋道：相比之下，我們模擬的未來系統(tǒng)是基于本地投資和使用我們自己的資源，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，這似乎是最經(jīng)濟(jì)和最有韌性的選擇。