德國

根據(jù)彭博新能源財經(jīng)《新能源展望》預測，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)電占比將達到74%。這其中，低成本的風電和太陽能發(fā)電占比將在2030年達到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(風能和太陽能)不足以滿足超過37%的每小時電力需求。到2040年，這些資源將滿足該國半年內(nèi)超過71%的每小時電力需求，并且隨著時間推移，風電和太陽能發(fā)電量將逐步超越該國所有電力需求。在2030年，棄風棄光率達到3%，到2040年提升至16%，2300小時的發(fā)電輸出將超過電力需求，相當于全年利用小時的1/4(該數(shù)據(jù)不包括電網(wǎng)及其他限制，有可能會更高)。這一情況將助力電儲能技術的發(fā)展，還包括需求響應，以及電動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，電網(wǎng)互聯(lián)也將承擔更為重要的角色，來支持電力的出口。

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

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

目前在德國，最高的風電和太陽能發(fā)電輸出持續(xù)于冬季，屆時風力將達到最大。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。可以預見，到2040年，當風電和太陽能發(fā)電輸出達到最大，將超過整體的電力需求。盡管風電和太陽能發(fā)電輸出與每小時的電力需求并不匹配，但其將在以周為單位的時間周期內(nèi)，提供充足的電力以滿足用電需求。同時，也需要儲能和靈活的需求響應來輔助以達到供需平衡。隨著時間的推移，新能源發(fā)電將逐步達到年供需平均。風電、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，偶爾也會有幾個小時幾乎沒有風力和太陽能發(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]有風力和太陽能的整周時間內(nèi)，風電和太陽能發(fā)電仍可滿足85%和63%的電力需求。同時，2040年后備電源的需求量和2017年持平，來輔助風電和太陽能發(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，同時必須輔之以具有靈活性的資源。儲能技術和需求響應能夠很好地解決可再生能源帶來的短期波動問題，例如將能源從此小時轉(zhuǎn)移到彼小時，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，這為日用儲能向日夜轉(zhuǎn)換儲能的發(fā)展提供機會。

然而，這些技術不能很好地適用于在風能和太陽能發(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)濟性的前提下進行。諸如氫存儲之類的其它技術仍將需要顯著的降低成本。盡管在德國，風電和太陽能發(fā)電的占比達到60%，季節(jié)儲能的需求并不大。短期儲能和其他資源發(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)