1 这些研究寻找的是连续日平均值低于某个阈值的时间段,每 24 小时截止一次。2 我们将选择范围限制在那些似乎对研究 VRE 干旱有用的方法上。不同领域的其他方法
到目前为止,电网和工业的脱碳与大量可变可再生能源 (VRE) 电力(主要是风能和太阳能光伏)的安装齐头并进。然而,如果要在不损害行业可靠性和成本效益的情况下实现碳中和,这还不够,而且电化学电池无法提供最终用户所需的众多服务和规模。除了 VRE,还需要其他技术,用于有效的气体压缩和运输、电网平衡、碳捕获,以及非常重要的能源。在后一类中,技术正在发展成为电池的可行替代品,用于一系列储能应用,例如抽水蓄能、压缩空气、飞轮、泵送热量、液态空气、热/冷、氢气、氧气、重力和其他热机械化学存储方法。这些都在快速推进商业化,并将与电池竞争,以满足广泛的电网和工业存储需求。
澳大利亚国家电力市场(NEM)正在经历世界上增长最快的可再生能源一代(VRE)之一,为系统安全和可靠性带来了新的挑战。南澳大利亚州处于这种转型的最前沿,并具有大量的风和太阳能发电能力。不仅在南澳大利亚,而且在NEM的其他地区,这种转型还产生了许多延长的负值,并增加了电价的不确定性和可变性。电价波动的评估和管理成为NEM的主要挑战。它与VRE的间歇性有关,这使得自然需求与供应经常变化的变量更加困难。可再生能源的发电成本为零,有助于降低电力价格;但是,较高的现货价格波动可能会导致更高的批发合同价格,因此最终消费者的价格更高,从而抵消了一些或全部初始价格降低。
本研究调查了决定欧洲低成本供应氢气能力的四个因素:氢气需求规模、投资大规模氢气储存的可能性、耗氢行业的工艺灵活性以及氢气需求产生的地理区域。通过将成本最小化电力系统投资模型 eNODE 应用于 0 – 2,500 TWh H2 范围内的氢气需求水平,研究了氢气需求对未来欧洲零排放电力系统的影响。研究发现,假设风能和太阳能发电的扩张不会因社会接受度不足而受到阻碍,未来欧洲大部分氢气需求可以通过 VRE 以经济有效的方式满足,成本约为 60 – 70 欧元/兆瓦时 H2(2.0 – 2.3 欧元/千克 H2)。如果将氢气消耗战略性地定位在风能和太阳能发电条件良好且电力需求低的地区,欧洲的氢气成本可降低约 10 欧元/兆瓦时 H2。氢气消耗的完全时间灵活性所带来的成本节约潜力比战略性氢气消耗本地化所带来的成本节约潜力高出 3 倍。随着氢气需求量相对于传统电力需求和可用的 VRE 资源的增加,每公斤氢气的成本增加,灵活性的价值降低。因此,通过为氢气消费者实施效率和灵活性措施以及提高 VRE 的接受度,可以实现低成本氢气。
2022年在印度发行的可变可再生能源(VRE)招标数量,大约28吉瓦(GW)是不够的。该国需要每年增加30-35GW的新VRE能力,以便到2030年达到其气候目标,这需要超过35GW的年度招标。解决此问题的方法之一是用于未来的可再生能源招标,以通过设计创新的解决方案以及及时完成和交付项目来研究改善项目可行性。中央政府删除风向反向拍卖的计划是一种模型,该模型将解决发电机对积极竞标的关注。严格执行所有州的可再生购买义务(RPO),并因失败而受到严重罚款也将有助于增加招标发行。最后,付款安全机制需要加强,以解决开发商对延迟付款的担忧,尤其是在州级招标中。
印度 2022 年发布的可变可再生能源 (VRE) 招标数量约为 28 吉瓦 (GW),这远远不够。该国需要每年增加 30-35 吉瓦的新 VRE 容量才能在 2030 年前实现其气候目标,而这需要每年超过 35 吉瓦的招标。解决这一问题的方法之一是让未来的可再生能源招标通过设计创新解决方案和及时完成和交付项目来提高项目可行性。中央政府计划取消风电招标中的反向拍卖,这一模式将解决发电厂对激进竞标的担忧。各州严格执行可再生能源购买义务 (RPO),对违反规定的人处以重罚,这也将有助于增加招标数量。最后,需要加强支付安全机制,以解决开发商对延迟付款的担忧,尤其是在州级招标中。
越来越多的能源存储是替代化石燃料的。正在开发许多储能解决方案来解决短期排放持续时间,但是VRE发电和电力消耗之间存在明显的季节性不匹配。可以提供季节性或长期储能(LDE)的技术是一个急需的需求,可以将能源发电从夏季转变为冬季,但是这些技术必须具有公用事业规模的能力,并且在市场竞争中的成本非常低。储存热能存储(RTE)或地质疗法存储(GEOTES)被提议作为长期储能的低成本解决方案,因为多余的热能可以有效地存储在可渗透的储层中,例如含水层和耗尽的碳氢化合物储层。
电力系统的转型必然要求对传统电力系统及其运行方式进行重大变革。电网正在从以中央发电站为主向更加分散的资源网络转变。因此,区域边际能源成本(过去主要由煤炭、天然气和石油燃料成本决定)正在向零燃料价格的风能和太阳能技术(也称为可变可再生能源 (VRE) 资源)转变。基于旋转设备和相关辅助服务的交流电 (AC) 系统正在向旋转设备较少、电力电子设备较多的系统(也称为基于逆变器的资源 (IBR))转变。在 VRE 普及率较高的地区,出现了新的挑战,不仅需要新的运营程序,还需要新的方式来激励发电、存储、输电、配电和消费设备和服务的贡献,未来电网需要这些设备和服务才能保持稳定、可靠和有弹性。
在电网边缘和离网应用中,无法管理 VRE 发电的突然变化的后果会被放大,因为这些应用通常能源多样性和可用性有限。这些电网区域通常更容易发生停电。这可能会给开发商带来压力,迫使他们更保守地设计发电站,并争取相对较小的可再生能源比例 (REF) [4]。这在采矿业尤其如此,因为避免昂贵的采矿作业停机至关重要,如果地下采矿作业依赖电力,停电可能会对健康和安全产生影响。为了增强争取更高 REF 的信心,开发商正在寻求更准确地量化短时间间隔内(即 5 分钟以下)的 VRE 上升率。开发商希望更好地了解太阳能和风力发电机的大小与上升率之间的关系,以便为混合动力发电站的设计提供参考(即可再生能源发电与其他能源发电技术相结合)。
摘要:氨越来越多地被认为是潜在的发射和可持续能量载体。通过水电解从可变的可再生能源(VRE)产生无氨(VRE),很快就会在经济上可行。氨是一种相对便宜且安全的介质,用于氢运输和存储,可以应对时和空间上可再生能源供应的可变性,并促进VRE在能量系统中的渗透。此外,氨具有有希望的特性作为一种燃料,可以通过直接燃烧或使用燃料电池的使用来检索存储的能量,以满足VRES生产低时的热量和功率需求。尤其是其高辛烷值等级使其适合于火花点击(SI)发动机,这可能是用于局部热量和发电的低成本,低复杂性,高可靠性解决方案。功率 - tomonia to-to-power和热量(P2A2P+H)因此,在新的能源系统中可能是一个有趣的桥接概念。但是,这种技术的成熟度较低,其经济表现非常不确定且难以量化,从而减慢了他们的实施。因此,目前的工作提出了基于风电场的网格辅助P2A2P+H系统的成本评估,氨的生产和存储厂以及为住宅区提供电力和热量的SI发动机发电机。最佳系统设计是通过基于遗传算法的多目标优化方法研究的。季节性存储似乎特别相关,氨系统为消费者提供了不可忽略的热量。的结果表明,如果网格价格上涨,这种系统可能会在商业上具有竞争力,并允许当地能源系统高度自我足够,从而防止与VRES份额提高相关的关闭风险。