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储能成欧洲实现净零目标关键之一,德国煤电只能坚持到2038年

作者:  来源:  时间:2020-06-08  浏览13次

根据Wood Mackenzie的最新分析,风电和太阳能发电的组合最早可于2023年在欧洲大型市场中(英国、德国、法国、意大利和西班牙)占据最大的发电份额。

风电和太阳能发电又被称为可变可再生能源(以下简称“VRE”)。政府强劲的拍卖项目推动着成本下行、开发提速。至本世纪末,这两种技术将完全占领市场。

从现在起至2040年,预计新增风电并网项目为169GW,太阳能并网项目为172GW,这会对现有系统资产和市场机制形成前所未有的制约。因此,对于支持整个欧洲向可再生能源的过渡而言,灵活性变得至关重要。

从长远来看,一个灵活的电力系统会是什么样的?

Wood Mackenzie公司利用其小时调度模型对欧洲电力系统进行了建模,结合研究结果与预测技术成本和经济模型,呈现了欧洲储能发展增长的新前景。

Wood Mackenzie首席分析师Rory McCarthy表示:"随着传统电厂的衰落、不可调度的VRE接管系统,唯一的可调度资产--那些可以按需使用的资产--是专门建设的灵活资产。"这些资产的设计可以补充并利用新的系统架构。”

未来二十年,抽水蓄能仍至关重要。新建灵活资产将集中在互连器、天然气调峰装置和储能领域。这三种技术的综合开发量将从2020年的122GW,增至2030年的202GW以及2040年的260GW。假如没有这些新项目,那么系统将无法管理。

至21世纪三十年代,由于技术成本急剧下降及VRE占据主导地位,灵活的储能资产有望胜出。各个领域的储能将从2020年的3GW增至2030年的26GW及2040年的89GW。

展望期内,系统持续时间将随着电池成本的降低而增加。至2040年,320GWh储能(不包括抽水蓄能)可在秒速基础上平衡系统。

电网侧储能将获得大部分装机量。然而,随着混合可再生能源系统、电费管理和弹性方案的日益普及,至2040年,用户侧需求会出现回升。

“与往常相比,天然气调峰装置更加重要了。对于现代系统来说,假如天然气供应稳定的话,它们可以在几分钟内从启动状态上升到满负荷输出。在部分负荷时,效率水平不断提升,持续时间无限制。”

“但是,到2030年,在我们所有的目标市场中,储能将在成本上击败天然气调峰装置,调峰涡轮机的前景阴云密布。燃料和碳价在上升,技术成本不会有大的下降,净零排放政策最终将以所有电力市场脱碳为目标。市场力量已在淘汰天然气,尽管如此,天然气的发展并未被削弱,天然气或是欧盟继煤炭之后的下一个目标。

McCarthy补充表示:"储能和太阳能-储能的技术成本将继续下降。2030年,3小时独立系统的平准化成本将下降33%。储能和太阳能-储能系统能够利用天然气电站、调峰、低价和负定价的优势,而天然气电站做不到这些,因此,这种系统被推向首选的灵活资产领域。”

随着天然气调峰能力的下降,21世纪三十年代,储能将在建设项目中占据主导地位。但是,天然气调峰装置仍将继续发挥关键作用,扮演备用方案和平衡电网的角色。包括大型燃气轮机联合循环发电机在内,如果天然气机组无法找到降低利用率、提升灵活性的方法以实现盈利,就会被迫关闭。

McCarthy表示,“当风电和太阳能发电量超过系统需求时,就会出现低净负荷和负净负荷小时段。储能、互连器以及需求响应会一道成为处理这种常见情况的关键工具。如果系统供应商没有这些工具可用,那么就不得不大量削减清洁能源,电网会停止提供高质量可靠电力,最终可能导致停电。”

煤炭是本轮VRE激增和环保政策聚焦中的最大输家。在德国,煤电只能坚持到2038年;由于老龄化机组增长,新建项目面临着成本、安全要求提升以及政府支持力度减弱的问题,核电行业正苦苦挣扎,装机量在2040年之前也会减少41GW。由于利用率被压低,大型燃气电站在这段时间内的净降幅会达到40GW。

那么,市场会如何融资并交付新的弹性项目?"政策制定者们审视了现有系统,围绕着这个系统开发了一个灵活的可再生能源市场。然而,这个市场是为一种极为不同的一代电力系统设计的。现在已经到了市场根本性重组的时机了么?"市场需要为资本支出高的可再生能源新建项目提供正确的信号。此外,系统需要为低碳灵活解决方案提供激励和收益,除了出售能源之外,还需要通过服务条款提供价值。当我们用零边际成本、不可调度电力来填补欧洲电力系统时,政策制定者们会更加清楚地看到这一点。"

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