高比例可再生能源欧洲能源系统中成功部署电力存储的成本与效率要求
物理与社会
2023-05-16 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
未来高比例可再生能源系统可能需要大量储能部署。现阶段，主流储能选项的技术组合仅限于抽水蓄能和锂离子电池。尚不确定哪种储能设计能与这些选项竞争。以欧洲为案例，我们推导了一种称为 storage-X 的通用储能在成本最优系统中部署所需的成本与效率要求。分析在包含现有抽水蓄能设施，并考虑来自固定式锂离子电池、灵活发电技术与灵活需求在高比例可再生能源、多部门耦合能源系统中的竞争下完成。基于 724 种储能配置的采样空间，我们表明能量容量成本与放电效率在很大程度上决定了最优储能部署，与既往研究一致。本文进一步表明，充电容量成本因其对可再生能源弃电的影响也同样重要。在成本最优系统中显著部署 storage-X 需满足：(a) 放电效率至少 95%，(b) 放电效率至少 50% 且能量容量成本低（10 欧元/kWh），或 (c) 放电效率至少 25% 且能量容量成本极低（2 欧元/kWh）。将我们的发现与七种新兴技术比较显示，无一满足上述要求。然而，热能存储（TES）因其低能量容量成本及 concurrent 低充电容量成本而处于达标边缘。探索储能设计空间表明，storage-X 部署带来的系统成本降低最优可达 9%，但这需要高往返效率（90%）与低充电容量成本（35 欧元/kW）。
引用
@article{arxiv.2208.09169,
title = {Cost and efficiency requirements for a successful electricity storage in a highly renewable European energy system},
author = {Ebbe Kyhl Gøtske and Gorm Bruun Andresen and Marta Victoria},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.09169},
year = {2023}
}