能源与交通部门协同转型的三个阶段
物理与社会
2020-05-18 v1
摘要
风能和太阳能等可再生电力来源在效率、成本和可用性方面取得了显著发展，但系统整合仍是一项挑战。实现完全可再生电力供应将需要大规模储能技术和灵活用户，以克服长时间低发电量的问题。同时，交通和工业等其他部门必须电气化以替代化石燃料。电制甲烷是一项有前景的技术，因为它利用现有基础设施实现大规模储能和部门耦合。在这项工作中，我们分析了德国电力、交通和工业部门的协同转型，并考虑了近期至2038年退煤的决定。我们使用开源框架 OSeMOSYS 中具有高技术和时间分辨率的技经优化模型，评估了所需的可再生能源容量、储能规模以及系统成本和相关排放。我们发现，由不断缩小的排放缺口和退煤驱动的转型可分为三个相当不同的阶段。太阳能发电在2030年前大幅扩张，随后至2040年煤炭主要由化石天然气替代。此后排放上限变得极具挑战性，以至于所有灵活性选项都大幅扩展：储能、弃电和灵活的电制甲烷。
引用
@article{arxiv.2005.07571,
title = {Three stages in the co-transformation of the energy and mobility sector},
author = {Simon Morgenthaler and Justus Dünzen and Ingo Stadler and Dirk Witthaut},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.07571},
year = {2020}
}