中國儲能網訊：低碳發(fā)電能力的日益普及要求電力系統具有更大的靈活性。圖 1 比較了美國、歐盟、德國和英國 (GB) 的 30 項研究結果，涉及可變可再生能源 (VRE) 份額不斷增加的低碳電力系統所需的儲能能量和功率。能量和功率需求分別用年度電能和峰值電力需求來表示。大多數研究似乎都認為，要使 VRE 滲透率達到 50%，電力市場需要的儲能能量容量和功率容量分別低于 0.02% 和 20%。以英國為例，峰值需求約為 50 GW，年度電能需求量為 300 TWh，這將相當于需要 10 GW 和 60 GWh 的儲能容量。
隨著 VRE 滲透率的提高，儲能需求呈指數級增長。當滲透率達到 80% 和 90% 時，能源容量需求分別增加到 0.03-0.1% 和 0.05-0.2%（在英國的例子中為 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）。不同研究的結果之間存在很大差異，特別是在儲能容量方面，因為圖 1 中的研究涵蓋了多個地區(qū)，并對提供靈活性的技術組合做出了不同的假設（即儲能與電網互連、靈活發(fā)電 以及 需求側響應 DSR）。
圖 1 - (a)儲能能量和 (b)儲能功率需求與可變可再生能源滲透率的函數關系。功率要求是相對于年電力或峰值電力需求來顯示的。數據基于對美國、英國、德國和歐盟低碳電力系統電力儲能需求建模的 30 項研究的文獻綜述，部分數據由 Zerrahn 等人于 2018 年發(fā)表在“電力儲能經濟學”中對于可變的可再生能源。” Budischak 情景：GIV — 并網車輛、國家電網情景：CR — 社區(qū)可再生能源、TD —溫度兩度上升、SP — 緩慢進展、CE — 消費者進化。Repenning情景：KS 80/95–80%/95% 減排。
系統消納低比例的 VRE 相對容易，因為其可變性可以通過傳統發(fā)電站調度的輕微改變來適應。隨著 VRE 份額進一步增加，管理供需平衡變得越來越困難。在大多數具有成本效益的低碳能源系統中，需要成倍增加電力容量來消納越來越多的過剩可再生能源，以便延后使用。額外的可變電力容量和預計發(fā)電時間的綜合影響意味著能源容量需求以更高的指數速度增加，以確保始終有足夠的電力。不僅需要更多的備用電源，而且還需要更長的儲能時長。
