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2.4 可再生能源的挑战

浮动的电力输出十分依赖自然条件,不均匀的可再生能源分配对输电系统也有较高的要求。例如德国北部风能资源丰富,德国南部太阳能资源更加充足,对于不同的自然资源,需要有高效的智能电网与储能系统。

在能源上网输送过程中还是会存在一些问题,就是电网的扩展,一部分民众不希望这些电力设施(图2.8)出现在他们的后院,电网建设因此而受到影响,这对于德国联邦政府是一个挑战。

图2.8 电力输送设施

图2.9 水利储能

图2.10 电池储能

图2.11 燃气储能

虽然智能电网系统调度分配越来越便捷,但是考虑到能源输出分布东多西少的局面,以及对于电力危机的防范,储能的重要性逐渐提升。德国的电价在一天各个时段是有变化的,当光伏发电产生的电量接入网络后,电价会迅速下降,为保证它的峰价,需要为企业提供电能存储服务。储能系统分为短期储能系统与长期储能系统,目前提到的储能都是短时储能,主要方式有水利存储(图2.9)、压缩空气储能、锂离子电池储能(图2.10)、液化空气储能、燃料储能(图2.11)等,短期储能服务可以解决电网超负荷问题,实现一天内多次蓄电与放电,虽然储能能力有限,但仍具有很大的市场潜力。

水力发电一直是德国电力生产方式的一部分,占3%~4%。依赖河流和大坝的水力发电厂受地理因素限制,很难进一步发展。微小型水力发电厂虽然也在规划中,但其对整体发电量贡献不大。

在过去的10至15年中,生物能源在总能源中的占比从2.5%提升到5.5%。其中,沼气成为生物能源的主要贡献者,沼气部分产生于农作物秸秆和污水污泥。现在,随着电网电价的改变,旧的生物发电厂逐渐失去吸引力,新的生物质能源基质(如藻类)的研究正在进行中。 hchZPsNGAiKSQi1r7zylAIpqaA7BgR2BEUcy5nEn/6B4oQrL7xhYsna3KhhxBMTH

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