根據(jù)Wood Mackenzie的最新分析，風電和太陽能發(fā)電的組合最早可于2023年在歐洲大型市場中(英國、德國、法國、意大利和西班牙)占據(jù)最大的發(fā)電份額。
風電和太陽能發(fā)電又被稱為可變可再生能源(以下簡稱“VRE”)。政府強勁的拍賣項目推動著成本下行、開發(fā)提速。至本世紀末，這兩種技術將完全占領市場。
從現(xiàn)在起至2040年，預計新增風電并網(wǎng)項目為169GW，太陽能并網(wǎng)項目為172GW，這會對現(xiàn)有系統(tǒng)資產(chǎn)和市場機制形成前所未有的制約。因此，對于支持整個歐洲向可再生能源的過渡而言，靈活性變得至關重要。
從長遠來看，一個靈活的電力系統(tǒng)會是什么樣的?
Wood Mackenzie公司利用其小時調(diào)度模型對歐洲電力系統(tǒng)進行了建模，結合研究結果與預測技術成本和經(jīng)濟模型，呈現(xiàn)了歐洲儲能發(fā)展增長的新前景。
Wood Mackenzie首席分析師Rory McCarthy表示："隨著傳統(tǒng)電廠的衰落、不可調(diào)度的VRE接管系統(tǒng)，唯一的可調(diào)度資產(chǎn)--那些可以按需使用的資產(chǎn)--是專門建設的靈活資產(chǎn)。"這些資產(chǎn)的設計可以補充并利用新的系統(tǒng)架構。”
未來二十年，抽水蓄能仍至關重要。新建靈活資產(chǎn)將集中在互連器、天然氣調(diào)峰裝置和儲能領域。這三種技術的綜合開發(fā)量將從2020年的122GW，增至2030年的202GW以及2040年的260GW。假如沒有這些新項目，那么系統(tǒng)將無法管理。
至21世紀三十年代，由于技術成本急劇下降及VRE占據(jù)主導地位，靈活的儲能資產(chǎn)有望勝出。各個領域的儲能將從2020年的3GW增至2030年的26GW及2040年的89GW。
展望期內(nèi)，系統(tǒng)持續(xù)時間將隨著電池成本的降低而增加。至2040年，320GWh儲能(不包括抽水蓄能)可在秒速基礎上平衡系統(tǒng)。
電網(wǎng)側(cè)儲能將獲得大部分裝機量。然而，隨著混合可再生能源系統(tǒng)、電費管理和彈性方案的日益普及，至2040年，用戶側(cè)需求會出現(xiàn)回升。
“與往常相比，天然氣調(diào)峰裝置更加重要了。對于現(xiàn)代系統(tǒng)來說，假如天然氣供應穩(wěn)定的話，它們可以在幾分鐘內(nèi)從啟動狀態(tài)上升到滿負荷輸出。在部分負荷時，效率水平不斷提升，持續(xù)時間無限制。”
“但是，到2030年，在我們所有的目標市場中，儲能將在成本上擊敗天然氣調(diào)峰裝置，調(diào)峰渦輪機的前景陰云密布。燃料和碳價在上升，技術成本不會有大的下降，凈零排放政策最終將以所有電力市場脫碳為目標。市場力量已在淘汰天然氣，盡管如此，天然氣的發(fā)展并未被削弱，天然氣或是歐盟繼煤炭之后的下一個目標。
McCarthy補充表示："儲能和太陽能-儲能的技術成本將繼續(xù)下降。2030年， 3小時獨立系統(tǒng)的平準化成本將下降33%。儲能和太陽能-儲能系統(tǒng)能夠利用天然氣電站、調(diào)峰、低價和負定價的優(yōu)勢，而天然氣電站做不到這些，因此，這種系統(tǒng)被推向首選的靈活資產(chǎn)領域。”
隨著天然氣調(diào)峰能力的下降，21世紀三十年代，儲能將在建設項目中占據(jù)主導地位。但是，天然氣調(diào)峰裝置仍將繼續(xù)發(fā)揮關鍵作用，扮演備用方案和平衡電網(wǎng)的角色。包括大型燃氣輪機聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機在內(nèi)，如果天然氣機組無法找到降低利用率、提升靈活性的方法以實現(xiàn)盈利，就會被迫關閉。
McCarthy 表示，“當風電和太陽能發(fā)電量超過系統(tǒng)需求時，就會出現(xiàn)低凈負荷和負凈負荷小時段。儲能、互連器以及需求響應會一道成為處理這種常見情況的關鍵工具。如果系統(tǒng)供應商沒有這些工具可用，那么就不得不大量削減清潔能源，電網(wǎng)會停止提供高質(zhì)量可靠電力，最終可能導致停電。”
煤炭是本輪VRE激增和環(huán)保政策聚焦中的最大輸家。在德國，煤電只能堅持到2038年;由于老齡化機組增長，新建項目面臨著成本、安全要求提升以及政府支持力度減弱的問題，核電行業(yè)正苦苦掙扎，裝機量在2040年之前也會減少41GW。由于利用率被壓低，大型燃氣電站在這段時間內(nèi)的凈降幅會達到40GW。
那么，市場會如何融資并交付新的彈性項目?"政策制定者們審視了現(xiàn)有系統(tǒng)，圍繞著這個系統(tǒng)開發(fā)了一個靈活的可再生能源市場。然而，這個市場是為一種極為不同的一代電力系統(tǒng)設計的?，F(xiàn)在已經(jīng)到了市場根本性重組的時機了么?
"市場需要為資本支出高的可再生能源新建項目提供正確的信號。此外，系統(tǒng)需要為低碳靈活解決方案提供激勵和收益，除了出售能源之外，還需要通過服務條款提供價值。當我們用零邊際成本、不可調(diào)度電力來填補歐洲電力系統(tǒng)時，政策制定者們會更加清楚地看到這一點。"
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