灵活性是构建碳中和电力系统的关键

为了根据欧盟的2050年能源路线图管理未来的电力需求，电网需要依靠供需灵活性，并将其构建为系统系统。

持续的能源危机始于2021年夏季，原因是天然气供应不足，并随着俄罗斯入侵乌克兰而进一步恶化，凸显出欧洲迫切需要更加独立的能源政策。欧盟的2050年能源路线图，欧盟希望通过该路线图到2050年实现气候中和，这是减少或停止欧盟对邻国能源依赖的绝佳机会，但它也带来了挑战。

在未来10到30年内，由于该战略本身，欧洲电力需求预计将上升，因此需要供应，特别是来自可再生能源的供应，也将增加。可再生能源，尤其是太阳能和风能的问题在于，它们会产生波动的能源模式，有时无法满足需求，这可能会导致电网过载。

例如，今天欧洲大约有150万辆电动汽车，而欧盟2030年的目标是3000万辆。如果所有3000万辆电动汽车同时使用当前的电网充电，系统将无法应对。为了匹配电力需求，系统需要在消费端具有灵活性，或者在发电端具有灵活性，或者理想情况下，两者都具有灵活性。但是，这是什么意思?

电首先需要一件事：它在产生时必须被消耗。我们无法预测风车何时会发电，因为它取决于风。那么我们如何平衡这种情况呢?这就是你需要引入其他元素的地方，例如供应侧的存储容量和消费侧的需求侧管理。这意味着，例如，电动汽车司机无法随时为汽车充电;他们需要选择一代可用的特定时间。

欧洲输电系统运营商网络ENTSO-E最近发表了一篇论文，全面阐述了实现适合碳中和欧洲的电力系统的必要条件。

“欧洲未来的电力系统将是一个系统系统，需要输电和配电之间以及不同能源系统之间的强有力合作。所有运营商都将成为使这个未来能源系统发挥作用的关键推动者和促进者，”该网络表示在论文中。

它补充说，“同时[它将]更加欧洲化和更加本地化，​​输电系统运营商将在这两个维度之间提供关键接口。”ENTSO-E强调，这样的电力系统是可以实现的，但必须改变四个要素才能使其成为可能：大规模系统灵活性的开发，与未来系统需求同步，以及逐步淘汰化石燃料发电;通过创新与合作，系统的运行将迎接这个复杂得多的系统的挑战;促进监管框架和市场设计作为关键推动因素。

从经济的角度来看，灵活性因素代表了目前最大的成本，尽管欧洲商业协会SmartEnergyEurope(SmartEn)整合了清洁能源转型的消费者驱动解决方案，最近发表了一项关于需求如何的研究——侧面的灵活性可以为消费者和电力分销商带来巨大的节省。根据SmartEn的说法，如果在2030年充分激活建筑、电动汽车和工业的灵活性，每年可减少3750万吨温室气体排放，配电网投资可节省11.1至291亿欧元，消费者直接节省了710亿欧元，15.5TWh(61%)避免了可再生能源弃电，避免峰值发电量节省了27亿欧元。

“可再生能源系统的变化越大，系统拥堵的风险就越大，因此我们需要确保灵活的消费者确实收到信号，以这种基于可再生能源发电的时间相关方式进行消费，”迈克尔SmartEn执行董事Villa评论道。他补充说，“如果可再生能源发电量过多，可再生能源供应商需要停止生产，以避免系统拥堵，这是代价高昂的。但如果你确实向消费者发出信号，表明他们需要消耗或储存更多这种能源丰富的可再生能源发电，那么你将减少这些可再生能源的弃电成本。”

电网的逐步改进、可再生能源的增加以及电网内部所需的灵活性也在安塔利亚、德累斯顿和巴伦西亚等智能城市中得到实施，这些城市是MAtchUP欧洲研究项目的一部分。MAtchUP旨在通过为当地社区服务的创新解决方案和技术来改造城市。它设想了具体措施来提高可再生能源的份额，增加可持续流动性和技术投资。

“到目前为止，电网还没有准备好;我们必须改变基础设施并转向一个完全不同的基础设施。一个主要挑战是它是电网的一种新型负载，这意味着我们需要更多的能源来覆盖MAtchUP能源团队负责人ÖmerAkyürek说：“电动汽车的电力需求，因此我们首先需要更多的容量。”这也是消费者希望以多快的速度为电动汽车充电的问题。

“没有人愿意为充电时间等待半天，消费者希望充电速度快且即时。这需要能够非常快速地传输大量能量的大功率充电站。但是，这会造成电网需求高峰，并且这是一个问题。我们如何管理这些峰值负载，我们能否安装存储容量，我们能否将这种存储容量和充电需求与可再生能源联系起来?”Akyürek最后补充说，这些措施旨在帮助智慧城市解决峰值问题并管理电网和电力需求的稳定性。

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