越来越多的公共和私人能源买家对全天候无碳能源 (CFE) 采购感兴趣,这意味着每千瓦时的电力消耗始终由无碳能源满足。它有可能克服现有采购方案的局限性,例如“容量”匹配固有的清洁电力供应与买家需求之间的时间不匹配。然而,目前尚不清楚全天候 CFE 采购如何影响其余电力系统,以及这种影响是否在不同区域环境和不同系统清洁度水平之间保持一致。我们使用数学模型系统地研究全天候 CFE 匹配的不同设计、最佳采购策略、成本和影响,包括参与买家和自愿采购的地区。我们研究了推动系统级减排的机制以及它们在不同地区和不同时间的变化。我们的结果表明,清洁能源采购承诺对参与者和电力系统具有一致的有益影响。即使电网随着时间的推移变得更清洁,每小时匹配策略仍对系统级减排做出了重大贡献。此外,对全天候 CFE 的自愿承诺将通过加速创新和早期部署先进的能源技术,对电力系统产生进一步的变革作用。
欧盟能源转型面临的一个挑战是将可再生电力发电纳入配电系统。欧盟能源法提出了一种可能的解决方案,即引入“公民能源社区”(指令 2019/944/EU),该社区可能开放“跨境参与”。本文提出了一种实施此类跨境社区的创新方法,即通过“可切换元件”、与每个国家连接的发电、存储或消费资产连接配电系统。已经开发了一个优化模型来计算这种连接的系统成本节省。通过可切换元件将具有互补发电和需求特征的地区连接起来,可以提高系统利用率。研究结果对于在国家法律中转换“公民能源社区”具有重要意义。