中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：低碳發(fā)電能力的日益普及要求電力系統(tǒng)具有更大的靈活性。圖 1 比較了美國(guó)、歐盟、德國(guó)和英國(guó) (GB) 的 30 項(xiàng)研究結(jié)果，涉及可變可再生能源 (VRE) 份額不斷增加的低碳電力系統(tǒng)所需的儲(chǔ)能能量和功率。能量和功率需求分別用年度電能和峰值電力需求來(lái)表示。大多數(shù)研究似乎都認(rèn)為，要使 VRE 滲透率達(dá)到 50%，電力市場(chǎng)需要的儲(chǔ)能能量容量和功率容量分別低于 0.02% 和 20%。以英國(guó)為例，峰值需求約為 50 GW，年度電能需求量為 300 TWh，這將相當(dāng)于需要 10 GW 和 60 GWh 的儲(chǔ)能容量。
隨著 VRE 滲透率的提高，儲(chǔ)能需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。當(dāng)滲透率達(dá)到 80% 和 90% 時(shí)，能源容量需求分別增加到 0.03-0.1% 和 0.05-0.2%（在英國(guó)的例子中為 60-300 GWh 和 150-600 GWh）。功率容量需求增加至 20–50% 和 25–75%（10–25 GW 和 12.5–37.5 GW）。不同研究的結(jié)果之間存在很大差異，特別是在儲(chǔ)能容量方面，因?yàn)閳D 1 中的研究涵蓋了多個(gè)地區(qū)，并對(duì)提供靈活性的技術(shù)組合做出了不同的假設(shè)（即儲(chǔ)能與電網(wǎng)互連、靈活發(fā)電 以及 需求側(cè)響應(yīng) DSR）。
圖 1 - (a)儲(chǔ)能能量和 (b)儲(chǔ)能功率需求與可變可再生能源滲透率的函數(shù)關(guān)系。功率要求是相對(duì)于年電力或峰值電力需求來(lái)顯示的。數(shù)據(jù)基于對(duì)美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)和歐盟低碳電力系統(tǒng)電力儲(chǔ)能需求建模的 30 項(xiàng)研究的文獻(xiàn)綜述，部分?jǐn)?shù)據(jù)由 Zerrahn 等人于 2018 年發(fā)表在“電力儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)學(xué)”中對(duì)于可變的可再生能源?！?Budischak 情景：GIV — 并網(wǎng)車(chē)輛、國(guó)家電網(wǎng)情景：CR — 社區(qū)可再生能源、TD —溫度兩度上升、SP — 緩慢進(jìn)展、CE — 消費(fèi)者進(jìn)化。Repenning情景：KS 80/95–80%/95% 減排。
系統(tǒng)消納低比例的 VRE 相對(duì)容易，因?yàn)槠淇勺冃钥梢酝ㄟ^(guò)傳統(tǒng)發(fā)電站調(diào)度的輕微改變來(lái)適應(yīng)。隨著 VRE 份額進(jìn)一步增加，管理供需平衡變得越來(lái)越困難。在大多數(shù)具有成本效益的低碳能源系統(tǒng)中，需要成倍增加電力容量來(lái)消納越來(lái)越多的過(guò)剩可再生能源，以便延后使用。額外的可變電力容量和預(yù)計(jì)發(fā)電時(shí)間的綜合影響意味著能源容量需求以更高的指數(shù)速度增加，以確保始終有足夠的電力。不僅需要更多的備用電源，而且還需要更長(zhǎng)的儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)。
