将电力系统灵活性整合到部门耦合能源转型路径中
综合经济学
2026-02-24 v1 经济学
摘要
低成本可再生电力的快速扩张，结合运输、工业和建筑领域的最终用电，为深层脱碳提供了可行路径。然而，使供需平衡需要日常和季节性平衡策略。现有模型要么缺乏覆盖广泛范围以适用于长期转型路径的需求，要么缺乏捕捉电力系统波动性和灵活性的时空细节。本文通过双向、基于价格的迭代软耦合方式，将REMIND（一种长期集成评估模型）与PyPSA-Eur（一种小时级能源系统模型）相结合，利用其互补优势。REMIND 提供诸如部门电力需求、装机容量和成本等路径变量给PyPSA-Eur，后者返回优化后的运行变量，如容量系数、储能需求和相对价格。经过充分收敛后，这个集成方法联合优化长期投资和短期运行。我们针对德国情境（带与不带需求侧灵活性两种情境）展示了该耦合方式，实现了2045年实现气候中和。我们的结果确认， nearly 100% 可再生电力的部门耦合能源系统在技术上可行且经济可行。电力系统灵活性通过价格差异化影响长期路径：供侧市场价值因发电技术而异，而需求侧价格因用电部门而异。灵活电解槽和智能充电电动汽车受益于低于平均水平的价格，而不够灵活的热泵则因冬季峰值负荷面临接近平均水平的两倍价格。没有需求侧灵活性时，电力价格在所有用电用户中都会上升，尽管电池部署部分缓解了这一问题。我们的方法因此充分将电力系统动力学整合到多年能源转型路径中。
引用
@article{arxiv.2510.04388,
title = {REMIND-PyPSA-Eur: Integrating power system flexibility into sector-coupled energy transition pathways},
author = {Adrian Odenweller and Falko Ueckerdt and Johannes Hampp and Ivan Ramirez and Felix Schreyer and Robin Hasse and Jarusch Muessel and Chen Chris Gong and Robert Pietzcker and Tom Brown and Gunnar Luderer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.04388},
year = {2026}
}