FES傾向于使用儲能技術來維持電力系統的靈活性與供電安全。相較于側重可再生能源目標的REPowerEU計劃,FES提供了一種考慮電力系統整體的方案,這種思路對最大限度降低轉型波動的風險是不可或缺的。
在英國National Grid提出的四種常規情景中,目標最宏偉的被稱為“一路領先”(Leading the Way, LW)情景, 該情景提出了到2030年將天然氣需求比2021年水平降低44%的目標。也就是說,將天然氣需求在能源總需求中的占比由現在的65%應降至47%,達到489TWh。
到2030年,電力需求將從2021年的294TWh上升至368TWh,占能源總需求的36%。隨著此后幾年的快速電氣化轉型,到2035年,電力需求將上升至476TWh,成為最大的需求來源,而天然氣需求將降低至332TWh。到2035年實現電力系統凈零排放的宏偉目標是這一電力需求增長背后的驅動力。
考慮到時間緊迫,英國National Grid計劃優先實現電力系統的脫碳目標。這就需要加快對靈活發電容量的投資,因為天然氣占比的急劇下降會大幅削弱電力系統的靈活性。今年FES的四種情景對2030年電力系統中儲能裝機容量的預測都高于去年的預測。其中,今年LW情景預測的2030年儲能容量比2021年LW情景預測的18GW增加了67%,達到30GW (130GWh)。
在FES建模的所有儲能技術中,電池儲能裝機容量將出現最大增幅,從2021年的1.6GW (1.6GWh)增至2030年的20GW (37GWh),相較于2021年LW情景預測的12GW (13GWh)有大幅躍升,原因在于英國National Grid越來越看好電池儲能技術。對抽水蓄能技術的裝機容量預期與2021年預期幾乎持平。該技術仍將繼續滿足更多長時儲能需求,裝機容量將從2021年的2.4GW (25.8GWh)增至2030年的5GW (65GWh)。
對于其他儲能技術,例如液態空氣儲能(LAES)和壓縮空氣儲能(CAES)的裝機容量將從現在的0GW分別躍升至1.8GW (7.3GWh)和2GW (10GWh)。此外,英國National Grid還預計,車網互動(V2G)容量將達到2.7GW (12.3GWh),并指出液流電池等其他新興儲能技術也有潛力為上述裝機容量做出部分貢獻,但目前由于缺乏運營數據而未對這些儲能系統建模。
最新LW情景預測的2030年風電和光伏裝機容量相較于2021年的增幅僅為10%,因此儲能裝機容量預期的躍升并非僅僅來自可再生能源的增長,相反,它反映了英國National Grid認為與互聯互通和氫能等其他靈活發電技術相比,儲能技術更具可靠性和可擴展性,但同樣需要對前者加大基礎設施投資。互聯互通容量的下降明確印證了這一觀點,這是因為英國National Grid的建模考慮了“依賴互聯互通對供電安全的影響”。因此,2022年的LW情景預計,到2030年,互聯互通容量將從2021年LW情景預測的22GW降至19GW,降幅達14%。
英國National Grid將儲能技術視為確保可靠性和能源安全的更保險做法,而非依賴通過互通互聯進口電力,尤其是在危機發生的時候。根據今年的情況就可以看出依賴其他國家的弊端,最典型的案例是挪威于今年8月決定減少對歐洲其他國家的電力出口并優先考慮其國內需求。此外,根據LW情景,英國決定到2050年確保“所有的生物質原料都從國內采購”,這也反映了英國關注國內能源自給自足。因此,LW情景預測,到2050年,英國生物能源進口量將僅為6TWh,而其他兩種2050年凈零排放情景預測的生物能源進口量都將超過100TWh。這將再次為儲能和其他較少依賴進口的靈活發電技術創造機會。
電力系統的儲能潛力最終取決于各國及其系統運營商選擇的儲能方案。到目前為止,大多數歐盟國家尚未確立儲能技術在其電力系統轉型中的角色。英國已在此方面脫穎而出,不過意大利等歐盟成員國已表示,有意制定儲能目標并利用其特性推出電力輔助服務。希臘也在近期為具有里程碑意義的900MW儲能競價獲得融資,這也是歐洲首個專門針對儲能技術的競價。
明確儲能技術的潛在作用會產生循環效應。投資者將獲得進入市場的信心,而系統運營商也有機會加大對儲能技術的了解和利用。在英國National Grid早期電力市場改革的推動下,投資者已宣布到2030年將增加最高可達24GW電池儲能裝機容量的計劃,這高出National Grid到2030年增加20GW裝機容量的預測。英國National Grid表示,投資者的興趣在一定程度上促進了報告中儲能作用的提升。
與之相似,歐盟國家也可以評估其電力系統的儲能潛力,并通過實施電力市場改革以改善市場信號來推動對靈活容量的投資,從而從中受益。如果不具備這樣的靈活容量,歐盟為實現可再生能源增長目標可能會導致電價波動加劇,并引發供電安全風險。就前一個風險而言,葡萄牙和西班牙等電力市場目前的電價控制方案并非長久之計,因為這些方案可能會降低投資者對建設商業化電力項目的信心。而就后者而言,目前歐盟保障供電安全計劃的執行主要依賴于一個目標,即歐盟各成員國到2030年互通互聯容量占總裝機容量15%。但這一目標本身可能并不足夠,因為它涉及多個具備漫長交付時間的項目,而且高度依賴自身已面臨挑戰嚴峻的國家。
(圖片來源:veer圖庫)