英國

據(jù)彭博新能源財(cái)經(jīng)《新能源展望》預(yù)測(cè)，基于迅速下降的新能源發(fā)電成本，英國能源系統(tǒng)中新能源的占比將持續(xù)增加。到2026年，英國新能源占比將超過整個(gè)能源系統(tǒng)占比的一半以上，到2040年，該國新能源發(fā)電量將超過63%。其中，低成本的風(fēng)電、光伏發(fā)電資源將在2030年占比達(dá)到40%，到2040年達(dá)到50%，新能源將逐步滿足英國的電力需求。

2017年，風(fēng)電和光伏發(fā)電僅滿足該國25%的電力需求。到2040年，這些可再生資源將滿足超過49%的電力需求，同時(shí)，根據(jù)增加的頻率，風(fēng)電和太陽能將逐漸滿足所有電力需求。到2030年，該國的棄風(fēng)棄光率僅為1%，但到了2040年，當(dāng)750小時(shí)滿負(fù)荷輸出滿足電力需求，棄風(fēng)棄光率將提升至3%(該數(shù)據(jù)不包括電網(wǎng)或其他限制，并且有可能會(huì)達(dá)到更高的數(shù)值)這一情況將成就儲(chǔ)能技術(shù)的爆發(fā)，這也將更好地滿足靈活性的需求，比如電動(dòng)汽車充換電以及工業(yè)生產(chǎn) 過程，將更好地利用有可能被棄掉的可再生能源。同時(shí)，電網(wǎng)互聯(lián)工程將發(fā)揮更大的作用，來支持電力電能的輸出。

基于風(fēng)電和光伏發(fā)電所具有的波動(dòng)性，其他柔性資源也需要加大或減少出力，來達(dá)到電力供需的瞬時(shí)平衡。根據(jù)模型測(cè)算，2017年英國電力系統(tǒng)波動(dòng)率中上升最大幅度達(dá)到10吉瓦/小時(shí)，下降最大波動(dòng)率達(dá)到11吉瓦/小時(shí)，這要求該國1/3的氣電機(jī)組啟動(dòng)或關(guān)停1小時(shí)來平抑波動(dòng)。

到了2040年，這樣的波動(dòng)將達(dá)到上升幅度21吉瓦以及下降幅度25吉瓦，這就要求該國20%-25%的發(fā)電機(jī)組全部關(guān)停或啟動(dòng)1小時(shí)。這將助力儲(chǔ)能、需求響應(yīng)、氣電等具備快速啟停性資源迅猛發(fā)展，來滿足瞬時(shí)快速上升的電力需求。有可能會(huì)出現(xiàn)的需求極值將會(huì)對(duì)該國電力系統(tǒng)造成壓力，并使傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組效率更低，需求響應(yīng)和儲(chǔ)能技術(shù)有助于減輕這些影響。

最快在2030年，風(fēng)電和光伏發(fā)電將滿足以周為計(jì)算周期內(nèi)的每一天的電力需求，這也意味著類似于核能等“基荷電源”將沒有發(fā)電空間，新能源將滿足全天至數(shù)周的電力需求。基于英國風(fēng)電資源特性，最高風(fēng)電和光伏發(fā)電輸出集中在冬季，同時(shí)，夏季的電力需求較低，這意味著全年內(nèi)，風(fēng)電和太陽能發(fā)電的份額保持相對(duì)穩(wěn)定。到2040年，當(dāng)風(fēng)電和太陽能發(fā)電輸出達(dá)到最大，可以滿足該國所有的電力需求，但當(dāng)某些時(shí)刻新能源不能滿足以小時(shí)為記的電力需求，就需要儲(chǔ)能技術(shù)來輔助電力供應(yīng)。隨著時(shí)間的遞進(jìn)，多變的可再生能源逐漸接近于滿足全年的用電需求。但從最高電力輸出月可以滿足近70%的電力需求來看，仍需要其他類型的資源來助力可再生能源達(dá)到滿足全部電力需求的目標(biāo)。

由于英國可能出現(xiàn)的長時(shí)間多云天氣，有很長時(shí)間可能出現(xiàn)無風(fēng)電和太陽能發(fā)電出力的情況。這樣的情況多發(fā)生在夏天，風(fēng)電出力表現(xiàn)為最低。盡管如此，我們?nèi)钥善诖?040年，在無風(fēng)/太陽能的天氣下，新能源發(fā)電仍可滿足80%/72%的電力需求。這也導(dǎo)致了到2040年后備電源的需求量和2017年保有量持平。屆時(shí)，將由70吉瓦分布式電源(儲(chǔ)能、需求響應(yīng)及電網(wǎng)互聯(lián)工程)來滿足低風(fēng)電及低太陽能發(fā)電出力時(shí)的峰值需求。

同時(shí)，在英國，后備電源的需求將越來越少，在無風(fēng)及無太陽能期間后備電源的平均利用率將從2017年的50%下降至2040年的29%。這也將損害現(xiàn)有發(fā)電裝機(jī)的經(jīng)濟(jì)性，主要包括循環(huán)氣電機(jī)組。

電儲(chǔ)能技術(shù)和靈活的需求響應(yīng)可以很好地解決可再生能源帶來的短期波動(dòng)性問題，例如在一天內(nèi)將能源從 一個(gè)小時(shí)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)小時(shí);甚至在一周內(nèi)將能源從一天轉(zhuǎn)換到另一天。但電儲(chǔ)能技術(shù)仍將無法完全承擔(dān)后備電源的功能，當(dāng)無風(fēng)/太陽能持續(xù)數(shù)周甚至數(shù)月，電儲(chǔ)能技術(shù)無法滿足電力需求。要解決這個(gè)長期性電力缺口問題，仍需要分布式以及靈活資源來調(diào)節(jié)。目前，僅有抽水蓄能、電網(wǎng)互聯(lián)以及氣電機(jī)組在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性的前提下滿足長期電力缺口問題，其他技術(shù)比如大型水庫儲(chǔ)能，則仍需要在減少成本上持續(xù)推進(jìn)。同時(shí)，儲(chǔ)能技術(shù)可以滿足短期內(nèi)風(fēng)電和太陽能發(fā)電對(duì)系統(tǒng)所提出的靈活性需求，盡管如此，目前季節(jié)間的儲(chǔ)能技術(shù)仍十分有限。