在加快實現(xiàn)碳中和目標背景下，全球能源轉(zhuǎn)型見證可再生能源的快速進展。洛桑聯(lián)邦理工學院(EPFL)和瑞士西部高等專業(yè)學院瓦萊凈零實驗室(HES-SO Valais)的研究人員以2050年瑞士能夠?qū)崿F(xiàn)碳中和和能源獨立為條件，對瑞士能源系統(tǒng)進行了建模。結(jié)果顯示，與2020年相比，這兩個假設條件均可以得到滿足，同時能源系統(tǒng)成本降低約30%。

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

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

盡管如此，科學家們還是決定使用多能源和多部門建模框架EnergyScope，推動瑞士成為一個能源完全獨立的國家，從理論上保證供應安全，隨后計算進出口的影響。該模型產(chǎn)生了成本最優(yōu)的投資方案，滿足了瑞士社會(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)設施或改善后基礎(chǔ)設施的作用。

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

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)。太陽能電池板只要覆蓋接近三分之二的屋頂，就可以達到最佳經(jīng)濟效益，下一步是確定哪種屋頂最適合開發(fā)光伏潛力。

由于夏季陽光更強烈，冬季風力更大，因此有必要在發(fā)電和季節(jié)性儲存之間找到適當?shù)钠胶?，以滿足瑞士的能源需求，尤其是在冬季的能源需求。該研究表明，太陽能生產(chǎn)以夏季為主，可以通過部署風能來實現(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，他們評估了結(jié)果對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)選擇對其他投資和基礎(chǔ)設施的影響。

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)進口，而不是投資。因此，消費者支付并依賴使用在瑞士以外投資和運營的資源和技術(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，從長遠來看，這似乎是最經(jīng)濟和最有韌性的選擇。