【奥雅纳(Arup)】电力系统转型-在高可再生能源系统中提供有竞争力、有弹性的电力

近日，能源转型委员会（Energy Transitions Commission, ETC）发布了一份名为《电力系统转型：在高可再生能源系统中提供有竞争力、有弹性的电力》的报告。这份报告深入探讨了如何在高比例可再生能源的电力系统中实现竞争力和弹性，提供了对于未来电力系统发展的宝贵见解。报告中不仅分析了太阳能和风能作为未来主要电力来源的潜力，还详细讨论了系统平衡挑战、电网扩展管理以及长期和过渡期间的总系统成本等关键问题。报告内容丰富，涵盖了从技术挑战到政策设计等多个维度，为决策者提供了实现净零排放目标的信心和行动指南。

电力系统转型：在高可再生能源系统中提供有竞争力、有弹性的电力

随着全球能源结构的深刻变革，风能和太阳能等可再生能源在电力供应中的比重日益增加。但随之而来的挑战是如何平衡这些能源的间歇性和不稳定性，确保电力供应的稳定和可靠。这份报告深入探讨了在高比例可再生能源系统中，如何通过多种技术和策略实现电力的有效平衡，以及这些措施对电力成本的影响。

报告指出，到2050年，全球电力需求可能达到约90,000太瓦时，是目前的三倍。其中，直接电力使用的比例可能从现在的21%增长到62-71%。这意味着，电力系统需要发生根本性的变化，以适应这一增长。风能和太阳能因其成本优势，将成为许多地区零碳电力的主要来源。在过去十年中，太阳能光伏的成本下降了92%，风力发电成本下降了70%，这使得它们在许多国家成为最便宜的电力来源。

然而，随着可再生能源比例的增加，电力系统需要在更长的时间尺度上平衡供需。这包括短时（最长8小时）、中长期（8至50小时）和超长期（超过50小时）的平衡。每种时长的平衡都需要不同的技术和解决方案。例如，短时平衡可以通过电池储能和需求侧灵活性来实现；中长期平衡可能需要更长时储能技术，如压缩空气储能或抽水蓄能；而超长期平衡则可能依赖于氢能和天然气作为燃料的灵活燃气轮机。

报告特别强调了需求侧灵活性（DSF）的重要性。通过智能充电电动车、调整建筑物的供暖和制冷负荷，以及工业负荷的调整，可以减少对电网扩容的需求，降低成本。例如，通过需求侧管理，可以减少高达40%的配电网投资。

在电网扩展方面，报告预计全球电网投资将从2024年的3700亿美元增长到2030年代和2040年代的每年约8500亿美元。通过应用多种创新电网技术（IGTs），如动态线路评级（DLR）和灵活交流输电系统（FACTS），可以减少高达35%的电网建设需求。

报告还讨论了电力系统转型的长期成本。在低纬度阳光带国家，由于太阳能发电和短时平衡的低成本，总系统电力成本可能低于当前水平。而在高纬度国家，由于风能资源的季节性，总成本可能略高于今天，但仍有潜力通过技术创新降低成本。

总之，这份报告提供了一个全面的视角，展示了如何在高比例可再生能源系统中实现电力的有效平衡，并保持电力供应的竞争力和弹性。通过技术创新、市场设计和政策支持，我们有望实现一个更清洁、更经济的电力未来。

这篇文章的灵感来自于《电力系统转型：在高可再生能源系统中提供有竞争力、有弹性的电力》这份报告。除了这份报告，还有一些同类型的报告也非常有价值，推荐阅读，这些报告我们都收录在同名星球，可以自行获取。

以上为节选样张，关注公众号【蝉鸣报告】回复领取PDF完整电子版（无广告）。

【蝉鸣报告】每日更新最新硬核报告，覆盖产业报告、全球化、经济报告、趋势等全领域。