南澳大利亚如何在转向100%可再生能源的同时可靠运行

作者:仲孙栈

<p>尽管南澳大利亚对其可再生能源的野心抱有批评,但该州仍打算在本世纪中叶实现碳中和,这将意味着在未来15到20年内将100%的可再生电力转移到最大的地方</p><p>最大的挑战将是满足在晚上,当风力发电量很低时需要2-3小时的高峰需求这将需要混合不同的技术和策略,包括太阳能,风能,存储,以及可能是新南威尔士的新互联网</p><p>问题是变量一些可再生能源技术的性质 - 风力发电机只在风力充足的情况下发电,太阳能发电时太阳能电池板发光但需求高峰偶尔会与低可再生能源发电时期相吻合,就像几周前热浪期间的情况一样充足的气体 - 现有的生产能力已经存在,以弥补这一缺陷,当时并非全部可用,而且实施了短暂的局部停电在战略准备方面,随着风能和太阳能发电场的发展,这些事件将来会更加难以处理,特别是如果SA和维多利亚之间的互联网在关键时刻失败但这里有一些我们可以做的事情在短期内(未来2 - 3年)和中期(未来十年)在100%可再生电力的道路上建立一个可靠的系统关键点是挑战时期很少,只能持续几个小时煤炭或核能在满负荷运行时运行最佳的发电站在运行时太不灵活,无法在高峰需求时获得松弛它们也太昂贵,危险且构造缓慢在短期内,我们需要安装选项灵活且可调度的(即能够在需要时生成)选项包括开式循环燃气轮机(OCGT),最好每个都有专用的气体存储器;蓄热式太阳能热电(CST);通过正确的政策,这些技术可以在2 - 3年内为峰值供应做出重大贡献目前已经为SA提出了320兆瓦的OCGT容量</p><p>这些发电机具有资本成本低的优点,并且由于它们不经常运行,因此很低年度运营成本他们可以在大约10分钟内从寒冷开始,相比之下,煤电最多可达一天OCGT所有者将获得补偿以保持他们的单位待命,随时可以使用它们OCGT在运行时也是可持续的可再生燃料 - 生物燃料,氢气和氨气奥斯塔港附近的CST发电站已有多项建议最初可安装约100MW随后,随着全球CST市场的扩大和成本下降,可增加更多模块使用CST进行晚间高峰期在需求期间,我们需要支付时间可变的上网电价或在这些时期内供应量最高的合同价格</p><p>随着大规模生产的起飞,冰块迅速下降,因此它们也可以做出重大的短期贡献</p><p>与住宅和商业屋顶上的太阳能电池板一起,电池可以帮助减少电网的整体需求住宅和商业太阳能业主应该给予通过在需求高峰时提高电价来安装电池的激励措施,从而增加自我消费带来的经济节约和任何多余电力供应的好处虽然应该建造额外的太阳能和风电场,但它们也应该通过灵活平衡,可调度的可再生能源发电为了在没有联邦政府支持的情况下推动CST和大型电池的实施,SA可以举行逆向拍卖,正如堪培拉所做的那样,至少部分地抵消了电价峰值的上涨,并帮助电力用户减少不必要的需求,州和联邦政府也应该扩大他们的能效专家克在全球范围内,我们正处于向“智能”网格过渡的开始阶段,客户和公用事业公司几乎可以瞬间修改电力需求</p><p>对于公用事业公司而言,需要一份合同来奖励客户偶尔和部分“卸载”(即,您的空调,冰箱或热水在短时间内关闭)目前,只有一些巨大的电力消费者,如铝冶炼厂,需要卸货 为了扩展到住宅和小型商业客户,我们需要某种“智能”开关这些将远程操作,关闭对耗电设备的供应虽然已经存在智能需求减少的技术,但它可能需要5- 10年大规模生产并大规模推出它们最便宜的电网蓄电形式是抽水蓄电这是非高峰时段产生的多余电力 - 例如在一天中的风和太阳能 - 用于将水从低水库输送到高水库在高峰期,水从上水库释放并流经涡轮机,发电</p><p>抽水蓄能已经建立,甚至可以在Tumut河上找到雪山水力发电计划虽然SA在河流上的水电潜力微不足道,但它似乎具有将海水泵入许多小型水库的巨大潜力沿海山区的一个研究小组由澳大利亚国立大学的安德鲁·布拉克斯领导,由ARENA资助,正在调查此另一个选择是建立一条新的输电线路,通过布罗肯希尔直接连接到新南威尔士东部,尽管这样的线路可能需要计划和建设十年,并且价格昂贵,这将使国家电力市场网络更具弹性和可控性,并将连接南澳大利亚(风能和未来可能的地热)和新南威尔士州(太阳能和风能)的可再生能源发电东部的需求中心既然它将是宝贵的国家基础设施,联邦政府和州政府之间可以共享成本在未来20年内,SA完全可行的目标是100%连续可再生电力对可靠性和稳定性的重要要求是一组多样化的可再生能源,尤其是可变和灵活可调度技术,存储,地理分散之间的平衡组合风能和太阳能发电场,智能需求管理,能源效率以及可能加入SA和NSW的新互联网此外,CST,OCGT,带有适当逆变器的电池和同步冷凝器都可以为稳定和100%可再生的SA做出贡献</p><p>长期投资,国家碳价稳步上升至高水平将弥补燃烧化石燃料的环境成本此外,可再生能源目标(RET)应从2020年延长至2030年并扩大规模我们还应创造具有热存储和大规模存储的CST的单独目标最后,NEM目标及其若干规则将不得不改变然而,即使没有国家驱动因素,SA也可以将其网格转换为可再生,....