不平衡的風(fēng)電場規(guī)劃加劇了波動

如果歐洲國家在風(fēng)能領(lǐng)域的合作更好，風(fēng)電產(chǎn)量波動較小。這是蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和倫敦帝國理工學(xué)院的一組能源和氣候研究人員所得出的結(jié)論，他們首次將主要天氣模式的長期分析與歐洲范圍內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電相結(jié)合。

可再生能源的擴張因歐洲發(fā)電中依賴天氣的波動而受到廣泛批評。一項新的研究表明，這不是因為天氣變化而是因為沒有考慮整個大陸的大規(guī)模天氣狀況：許多歐洲國家單方面遵循國家戰(zhàn)略擴大風(fēng)能發(fā)展能力，而不是超越自己的后院。

然而，對于個別國家來說，合作并促進其他歐洲地區(qū)風(fēng)能的擴大會更好，因為這些地區(qū)目前很少使用風(fēng)力發(fā)電。整個非洲大陸的平衡能力將有效地減少目前影響風(fēng)速的各種天氣條件造成的極端波動。這是蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和倫敦帝國理工學(xué)院的一組天氣和能源研究人員在一項新研究中得出的結(jié)論，該研究剛剛發(fā)表在“ 自然氣候變化 ”雜志上。

結(jié)合天氣數(shù)據(jù)和生產(chǎn)能力

研究人員將過去30年來大規(guī)模天氣狀況的歐洲數(shù)據(jù)與風(fēng)能和太陽能發(fā)電數(shù)據(jù)相結(jié)合，進行了他們的研究。這利用了蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院開發(fā)的Renewables.ninja平臺，根據(jù)歷史天氣數(shù)據(jù)模擬歐洲風(fēng)能和太陽能農(nóng)場的產(chǎn)量。作為提高科學(xué)透明度和開放性的努力的一部分，這種開放式模擬工具可供全球任何人使用。

研究人員利用這些數(shù)據(jù)來模擬風(fēng)能如何與歐洲七種主要的“天氣狀況”相關(guān)聯(lián)，以及隨著風(fēng)能容量的進一步擴大，風(fēng)能如何變化。這些天氣制度解釋了為什么歐洲風(fēng)力發(fā)電會受到持續(xù)數(shù)天波動的影響。

一些政權(quán)的特點是從大西洋滾滾而來的風(fēng)向西歐帶來強風(fēng)，但這些都伴隨著東部同時的平靜狀況。其他政權(quán)看到來自大西洋的平靜天氣。但與此同時，南歐和斯堪的納維亞北部的風(fēng)速持續(xù)增加。

蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院大氣與氣候科學(xué)研究所的研究報告的第一作者克里斯蒂安格拉姆斯解釋說：“整個大陸幾乎沒有風(fēng)，因此整個歐洲都缺乏風(fēng)力發(fā)電。”

然而，今天的風(fēng)電場不規(guī)則地分布在整個歐洲，主要是在與北海接壤的國家。這導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電不均勻，因為大多數(shù)容量安裝在具有相似天氣條件的鄰國。這意味著如果一個穩(wěn)定的高壓系統(tǒng)導(dǎo)致北海幾天甚至幾周的平靜，就像2016/17冬季那樣，歐洲范圍內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電量急劇下降。

合作將彌補波動

歐洲電力系統(tǒng)的問題將因各自國家擴大風(fēng)電戰(zhàn)略而加劇，這將進一步集中北海地區(qū)的能力。這將導(dǎo)致更加極端的波動：有利風(fēng)力條件下的高產(chǎn)量與平靜期間的低產(chǎn)量之間的差異可能高達100千兆瓦 - 與100座核電站的容量大致相同 - 并且必須提供或僅在幾天的時間內(nèi)就被阻止了。

如果歐洲國家根據(jù)對大陸尺度天氣狀況的了解合作并建立未來的風(fēng)電場，未來風(fēng)能的波動可以穩(wěn)定在目前約20千兆瓦的水平。巴爾干半島，希臘，西地中海和斯堪的納維亞北部都是潛在的地點。

例如，如果高壓導(dǎo)致北海的平靜，這些地方都將有足夠的風(fēng)。同樣，如果穩(wěn)定的高壓區(qū)域減緩了地中海的風(fēng)力發(fā)電，北海周圍的風(fēng)力發(fā)電場將產(chǎn)生足夠的電力。“這就是為什么像希臘或保加利亞這樣的國家的風(fēng)能可以作為對歐洲現(xiàn)有風(fēng)電場的有價值的平衡。然而，這需要在具有風(fēng)電潛力的國家的規(guī)劃戰(zhàn)略中進行范式轉(zhuǎn)變，”共同作者伊恩強調(diào)說。倫敦帝國理工學(xué)院的Staffell。

電力儲存不可行

作者說，為了平衡這些多日波動，例如在阿爾卑斯山的電池或抽水蓄能湖泊，很難儲存幾天的電力，因為在可預(yù)見的情況下將無法獲得必要的存儲容量。未來。當前的存儲技術(shù)更適合于補償幾小時或幾天的較短波動。

此外，更廣泛的風(fēng)電場地理分布也需要擴大輸電網(wǎng)。然而，這樣一個泛歐可再生能源系統(tǒng)仍然可以為瑞士提供更經(jīng)濟地利用其水電能力的機會，以彌補短期波動。

需要政治意愿和網(wǎng)絡(luò)擴張

使用太陽能來彌補幾天的差距只能在區(qū)域?qū)用嫔习l(fā)揮作用。研究人員表示，為了彌補整個歐洲的波動，太陽能容量必須增加十倍。

“太陽常常在平靜的時候閃耀，”蘇格蘭東部蘇富士環(huán)境決策研究所的共同作者Stefan Pfenninger解釋說，“但在冬季，歐洲中部和北部的陽光通常不足以使用太陽能電池板產(chǎn)生足夠的電力。 “。因此，這將毫無意義的在補償波動風(fēng)力能源用太陽能大規(guī)模擴張產(chǎn)能。

研究人員現(xiàn)在希望能源生產(chǎn)商和網(wǎng)絡(luò)運營商以及政府和政界人士能夠聽到這些新發(fā)現(xiàn)并更好地協(xié)調(diào)歐洲范圍的規(guī)劃和電網(wǎng)擴建。