德国和欧洲电力系统充裕度评估及对中国的经验和借鉴意义.pdf

政策制定者和规划者早就认识到评估容量充裕 度在维持电力系统可靠性方面所发挥的关键作用, 而后者反过来对于保证经济平稳运行、并为全球持 续开展低碳能源转型提供社会支持也起到至关重要 的作用。风能和太阳能的规模化发展对电力系统规 划提出了新的挑战。虽然,一些国家已经证明高比 例波动性可再生能源系统与可靠的电力供应可以相 互兼容,但它们确实带来了更多的不确定性,因此 评估和规划过程也变得更为复杂。此外,规划者还 不得不在电动汽车充电和需求侧灵活性等领域纳入 新的实践。

2021 年,中国多个省份出现拉闸限电和电力 短缺现象。虽然停电原因多种多样,但 2021 年 9 月和 10 月的停电主要与市场因素有关,即由 高煤价与燃煤电厂发电的固定价格之间的不匹配造 成。这导致了许多燃煤电厂实物燃料短缺并不得不 以低容量系数运行。虽然这一事件似乎主要与市场 设计有关,而非由于系统充裕度规划原因所致,但 任何电力短缺或断电现象都不可避免地提高了对供 应侧提供更可靠容量的要求。中国政府也确实不仅 仅通过提高电价、限制煤矿利润来应对短缺,而且 制定了旨在提高燃煤电厂产能的新规定。旧的、效 率较低的燃煤电厂退役后应进入储备状态,政府将 要求煤电公司以至少与往年一样高的价格运营电厂。

政府文件中对能源安全,尤其是供应安全,的重视 程度与日俱增,这可能会导致新燃煤发电能力建设 提速,以满足高峰负荷。

本报告的目的是解释和说明德国和欧洲如何调 整其系统评估和规划流程,以确保传统燃煤电厂和 核电厂容量的退役与可靠性和能源安全目标完美相 容。毕竟,德国拥有世界上最为可靠的电力系统 ——最新的 2030 年系统充裕度研究表明,即便 德国即将于本年代末逐步淘汰其最后剩余的核电站 和大部分煤电产能,德国该年度电力不足概率( LoLP ) 也比该国当前标准安全 20 倍。1然 而,由于该分析是基于德国过去政策目标所做的假 设,这些目标与此同时已发生诸多变化,因此未来 更新的容量充裕度评估可能会得出略有不同的结果。

德国也经历了被称为 “ 黑暗低谷期 ” (dark doldrums)的时期——即在秋冬两季,风速下降, 太阳能发电量也随之下降的时期。事实上,德国风 能和太阳能的季节性低迷远比中国更为明显。中国 的冬季阳光更加稳定,风能出力通常在较冷的月份 达到峰值。鉴于欧洲和德国的可再生能源已在其电 力生产中占据相当大的份额,将天气不确定性纳入 容量充裕度评估已成为关键一环。上述工作应与对 传统电厂、输电线路和化石燃料供应的短期中断、 以及对气候事件或汽车电气化可能引发的长期需求 增长的不确定性建模一起进行。

另外,对不确定性的现实水平的建模也非常重 要,建模所采用的方法不应使规划结果偏向于安装 成本更高的发电和储能,而是应该优先考虑在输电、 跨境电力交易和需求侧灵活性方面相对具有更佳成 本效益的投资。 2正如我们在本报告中所展示的那 样,尽管仍处于早期阶段,但欧洲的容量充裕度评 估方法中已经开始更多的将这些因素纳入考量。最 近对其他市场的几项研究表明,随着越来越多的储 能容量的上线,适度数量的储能——主要是短期 储能,如 4 小时储能容量——在确保充分利用每 兆瓦风能或太阳能容量以满足峰值负荷方面将发挥 巨大作用。

本文来自乐知小站

 

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