德國

根據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)《新能源展望》預(yù)測，基于持續(xù)下降的成本因素，德國能源系統(tǒng)中的可再生能源占比仍持續(xù)增長。到202年，可再生能源將占到整個(gè)德國電力容量的一半以上，到2040年，可再生能源發(fā)電占比將達(dá)到74%。這其中，低成本的風(fēng)電和太陽能發(fā)電占比將在2030年達(dá)到49%，可再生能源發(fā)電將逐步滿足該國電力需求

2017年，可再生能源(風(fēng)能和太陽能)不足以滿足超過37%的每小時(shí)電力需求。到2040年，這些資源將滿足該國半年內(nèi)超過71%的每小時(shí)電力需求，并且隨著時(shí)間推移，風(fēng)電和太陽能發(fā)電量將逐步超越該國所有電力需求。在2030年，棄風(fēng)棄光率達(dá)到3%，到2040年提升至16%，2300小時(shí)的發(fā)電輸出將超過電力需求，相當(dāng)于全年利用小時(shí)的1/4(該數(shù)據(jù)不包括電網(wǎng)及其他限制，有可能會(huì)更高)。這一情況將助力電儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，還包括需求響應(yīng)，以及電動(dòng)汽車充換電等靈活需求的發(fā)展，來支持可再生能源的更廣泛使用。同時(shí)，電網(wǎng)互聯(lián)也將承擔(dān)更為重要的角色，來支持電力的出口。

正如風(fēng)能和太陽能發(fā)電的波動(dòng)性，其他靈活性資源也將需要上下波動(dòng)調(diào)節(jié)出力以達(dá)到系統(tǒng)平衡。同時(shí)，在需求側(cè)也存在波動(dòng)。根據(jù)模型測算，在2017年最大波動(dòng)曲線率表現(xiàn)為上升階段13吉瓦/小時(shí)，以及下降階段11吉瓦/小時(shí)。這意味著近半數(shù)的德國氣電機(jī)組啟停1小時(shí)。到2040年，波動(dòng)最大上升曲線為38吉瓦，最大下降曲線為34吉瓦，相當(dāng)于近40%的德國分布式發(fā)電機(jī)組啟停1小時(shí)。

這對于具有快速啟停特性的資源來說是發(fā)展的良機(jī)，如儲(chǔ)能、需求響應(yīng)，以及天然氣機(jī)組，以支持所需的系統(tǒng)平衡。極端的波動(dòng)率可能會(huì)對系統(tǒng)造成壓力，并使常規(guī)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行效率降低;靈活的需求響應(yīng)和儲(chǔ)存可能有助于減輕這些影響。最早到2030年，風(fēng)電和太陽能發(fā) 電可以滿足該國一天內(nèi)任何小時(shí)的電力需求，但這完全仰仗于基荷電源的持續(xù)穩(wěn)定輸出，同時(shí)對于“基荷電源”技術(shù)提出更多的挑戰(zhàn)。

目前在德國，最高的風(fēng)電和太陽能發(fā)電輸出持續(xù)于冬季，屆時(shí)風(fēng)力將達(dá)到最大。隨著太陽能發(fā)電的持續(xù)發(fā)展，這一現(xiàn)狀將被改變。到2040年，夏季的新能源發(fā)電輸出能力將和冬天持平。可以預(yù)見，到2040年，當(dāng)風(fēng)電和太陽能發(fā)電輸出達(dá)到最大，將超過整體的電力需求。盡管風(fēng)電和太陽能發(fā)電輸出與每小時(shí)的電力需求并不匹配，但其將在以周為單位的時(shí)間周期內(nèi)，提供充足的電力以滿足用電需求。同時(shí)，也需要儲(chǔ)能和靈活的需求響應(yīng)來輔助以達(dá)到供需平衡。隨著時(shí)間的推移，新能源發(fā)電將逐步達(dá)到年供需平均。風(fēng)電、太陽能發(fā)電月度最大輸出值將滿足78%電力需求。但仍需其他類型的發(fā)電資源配合以達(dá)到天、周，甚至月度平衡。

相對來說，在德國，多云天氣可以持續(xù)很多天，偶爾也會(huì)有幾個(gè)小時(shí)幾乎沒有風(fēng)力和太陽能發(fā)電的狀況出見。這樣的情況最常見于秋季和冬季，低風(fēng)速也將出現(xiàn)于冬季，陽光也不像在夏季那樣充足。盡管這樣，到了2040年，我們?nèi)钥梢云诖跊]有風(fēng)力和太陽能的整周時(shí)間內(nèi)，風(fēng)電和太陽能發(fā)電仍可滿足85%和63%的電力需求。同時(shí)，2040年后備電源的需求量和2017年持平，來輔助風(fēng)電和太陽能發(fā)電。貼語

到2040年，德國需要97吉瓦的分布式能源來平衡電力的峰值需求。但這些后備電源的需求量將逐步下降，平均利用率將從2017年的51%下滑至2040年的27%，這一情況也將逐步損害現(xiàn)有電源的經(jīng)濟(jì)性，包括煤電和氣電。

未來的德國能源體系以新能源為主，同時(shí)必須輔之以具有靈活性的資源。儲(chǔ)能技術(shù)和需求響應(yīng)能夠很好地解決可再生能源帶來的短期波動(dòng)問題，例如將能源從此小時(shí)轉(zhuǎn)移到彼小時(shí)，或從某一天轉(zhuǎn)移至另一天。到2040，德國有了大量的太陽能發(fā)電能力，這為日用儲(chǔ)能向日夜轉(zhuǎn)換儲(chǔ)能的發(fā)展提供機(jī)會(huì)。

然而，這些技術(shù)不能很好地適用于在風(fēng)能和太陽能發(fā)電不足以滿足需求的情況下，提供數(shù)周和數(shù)月的能源儲(chǔ)備。為了滿足這些較長期的需求缺口，需要可調(diào)度的，理想的是具有靈活性的資源。目前，只有抽水蓄能、電網(wǎng)互聯(lián)和氣電能夠在滿足經(jīng)濟(jì)性的前提下進(jìn)行。諸如氫存儲(chǔ)之類的其它技術(shù)仍將需要顯著的降低成本。盡管在德國，風(fēng)電和太陽能發(fā)電的占比達(dá)到60%，季節(jié)儲(chǔ)能的需求并不大。短期儲(chǔ)能和其他資源發(fā)電將為系統(tǒng)平衡提供充足的靈活性。(文章來源:中國電力企業(yè)管理)