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欧洲能源系统的风能和电气化

作者:中国储能网新闻中心 来源:ERR能研君 发布时间:2019-05-10 浏览:

欧洲长期以来在应对全球气候变化中处于领先位置。目前欧洲正在研究其2050年的脱碳战略,包括2050年净零温室气体排放(GHG)的途径。

这种转变是一项艰巨的挑战,但对欧洲经济而言,这也是一次难得的机遇。基于可再生能源的电气化是欧洲能源系统脱碳的关键。如果欧盟政策制定者明确选择基于可再生能源的电气化的方式,将使得欧洲成为成功脱碳战略的关键,同时确保其在关键气候减缓技术方面保持竞争优势。在此过程中,欧洲将使其能源系统更具弹性,大幅减少对进口化石燃料的依赖,通过限制空气污染、削减公民和企业的能源费用来提高欧洲人的生活水平。

电气化的好处


与能源有关的二氧化碳排放轨迹—加速电气化情景

最终能源需求(按活动部门划分)—加速电气化情景

最终能源需求(按燃料划分) (TWh/year) —加速电气化情景

2050年用电量,按用户划分 (4667 TWh/年)

本报告列出了2种使欧盟经济脱碳的方案:

1.加速电气化方案,通过设想实施方案来加速当前政策的影响;

2.据与巴黎协定兼容的情景,将确保全球气温上升远低于2度,因此需要更加强有力的政策。

该报告还分析了将推动电气化的政策杠杆,并解决了与电气化相关的3个部门挑战:工业流程/运输和建筑。至关重要的是,该报告还阐明了基础设施和系统集成转向基于可再生能源的能源系统的影响。

通过正确的政策,技术和经济上可以将能源电力的比例从目前的24%提高到2050年的62%,其中78%将来自可再生能源。由于其具有成本竞争力和可扩展性,风能是为这一转变做出重要贡献的独特之处。

欧洲的能源未来是电能

根据与巴黎协定兼容的政策,欧洲在能源使用方面的电力份额在2050年将达到62%。

相比之下,即使到2030年完美地实施现行政策,到2050年,电力在能源使用中的份额仅占51%。

根据与巴黎协定兼容的情景轨迹将使到2050年欧洲与能源相关的排放量减少90%。

相比之下,到2030年完美地实施现行政策,到2050年欧洲的能源相关排放量将减少74%。

将运输和供热整合到可再生能源的电力系统中是欧洲能源系统未来的前沿。

欧洲遵守《巴黎协定》时的能源相关二氧化碳排放轨迹

基于可再生能源的电气化使欧洲受益

它既可以减碳也可以提振欧洲经济。

它将减少汽车、工业和家庭的危险空气污染物。

通过减少从国外进口的燃料量来加强能源安全。

它将提高能源效率并减少最终的能源需求。

它将加速数字化,使客户能够控制他们的能源账单。

能源支出占国内生产总值的比例

快速发展的电气化是可以承受的

与巴黎协定兼容的情景中的能源支出将在2050年占到欧洲年度GDP的20%,仅比加速电气化方案高0.5个百分点。

与巴黎协定目标兼容的情景将降低减缓气候变化的成本。这些成本将占欧洲年度GDP的0.86%。相比之下,如果不实施这种情景,其成本将占欧洲年度GDP的1.2%。

用电情况(按部门划分)—与巴黎协定目标兼容的设想

基于可再生能源的电气化降低了能耗

与巴黎协定兼容的情景意味着到2050年节能总量的比例为33%。工业过程中的能源需求将下降36%,建筑物中的能源需求将下降18%,交通运输部门中的能源需求将下降46%。

相比之下,加速电气化方案意味着到2050年节能总量仅占30%。工业过程中的能源需求将下降36%,建筑物仅为7%,运输中为51%。

工业流程是实现“巴黎协定”的关键

与巴黎协定兼容的情景意味着到2050年工业流程的电力占86%。

但到2050年,加速电气化方案仅在工业过程中提供62%的电力。

到2050年,与巴黎协定兼容的情景将减少工业过程中88%的与能源有关的排放。但加速电气化方案只能减少70%的排放量。

建筑物中的热泵将迎来突破

使用电热泵可以节省能源和减少排放。尽管它们仅占当今加热和制冷能源需求的2%,但它们正在迅速普及。

在与巴黎协定兼容的情景中,商业建筑的电气化将在2050年达到78%。相比之下,在加速电气化情景下,这只会是62%。

在与巴黎兼容的情景中,到2050年,家庭建筑物的电气化将达到59%。相比之下,在加速电气化情景下,这将仅为39%。

与巴黎兼容的情景将在2050年之前减少70%的建筑能源相关排放。但加速电气化方案只能减少50%的排放量。

交通电气化的大规模采用将在所有可预见的情况下进行,但需要政策来维持它

根据现行政策,内燃机乘用车的销量将在2025年达到峰值。

根据与巴黎协定兼容和加速电气化情景,到2035年电动汽车应占新销售额的95%。

根据与巴黎协定兼容和加速电气化情景,到2030年铁路运输应达到90%。

根据与巴黎协定兼容的情景,氢能需求可能高达426TWh/年,相当于2050年能源需求的4.8%,主要是用于建筑物供暖和公路运输燃料。

然而,氢汽车的使用需要进一步的政策目标。

风能是与巴黎协定兼容情景的电气化的核心

2030~2050年,风能可以每年安装超过20GW。

按照这一速度,到2050年,风能将产生2223TWh的电力,相当于欧洲发电量的36%。

可再生能源将占欧洲最终能源需求的66%,显着促进二氧化碳排放量减少90%。

到2050年,陆上风电的投资成本平均为110万€/MW,比今天减少30%。海上风电成本为220万€/MW,下降23%。

电气化对于多种可再生能源的最佳整合至关重要

即使假设只有10%的电动车电池容量可供电网使用,乘用车大量使用电池也可提供足够的短期存储容量来管理大部分风电和太阳能光伏发电。

对于更长的时间范围,电源到X的开发将提供所需的季节性存储容量,并将成为灵活性的重要来源。

管理未来的能源系统需要对数字技术的使用进行范式转变。

电网部署是一个很好的选择

开发更多更强大的电网是欧洲任何电气化和脱碳途径的先决条件。

到2050年,欧洲将需要12000GW-km/年的新电力线。

直流技术和低压电力线的重大发展将推动扩张。

政策建议

欧洲必须明确选择支持工业过程、建筑和运输的可再生能源电气化,并将其作为脱碳战略的关键驱动因素。

欧盟现在应将其2030年的减排目标提高至45%,并利用2023年的增产机制将其减排目标调整为长期脱碳目标。

成员国应调整其电力和化石燃料的能源税制度,以激励脱碳能源使用。

市场设计规则应该能够使用动态电价定价合同和时间响应的电网关税来激励需求的灵活性。

市场设计规则应避免大多数碳密集型发电资产的市场退出障碍。

ENTSO-E的10年网络发展计划应反映与巴黎协定兼容情景的基础设施需求,并加速推出智能低压电网。

欧盟的连接欧洲工厂应优先考虑电力项目和超快速车辆充电基础设施的部署。

欧盟和成员国应采用零排放汽车销售目标,作为2020年后乘用车和轻型商用车二氧化碳排放标准的一部分。

为了释放可再生能源绿色氢的巨大潜力,Horizon Europe和国家研发计划应优先考虑电解槽的研发资金。政府还应采用网络收费豁免,使电解槽能够使系统运行受益。

成员国应将电气化措施列为2030年国家能源和气候计划的一部分,特别是工业流程和建筑物。

欧盟应将工业过程的电气化作为其智能、创新和可持续产业战略的一部分。

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关键字:能源 电力 储能

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