经过客人的作者17/02/2021


Jen Purdie,奥塔哥大学

随着化石燃料在未来几十年中逐步淘汰,气候变化委员会(CCC)建议电力将填补大部分空白,为我们的车辆提供动力,并取代工业过程中的煤炭和天然气。

但电力系统可以真正提供这种增加的负载在哪里以及需要什么时候?答案是“是”,有一些警告。

我们的研究审查了对新西兰能源系统的气候变化影响。它表明我们需要密切关注需求和供应。当我们计划在能源部门的增长时,我们必须考虑到气候变化的影响。

电力需求增长

虽然过去十年来,新西兰的用电量并没有增加,但许多机构预计未来几年的用电量将急剧上升。这部分是由于人口增长和国内生产总值(gdp)的增长,但主要是由于预计的交通和工业电气化,这可能导致本世纪中叶需求翻倍。

基于各种机构的一系列预测的图表(下图)显示了需求可能会增加10TWH和60TWH(Terawatt Hours)到2050年之间。这是目前每年产生的43吨电力,以为整个国家提供电力。

来源:历史一代数据、子午线能源有限公司、内部建模、TranspowerMBIEbecCCC

很难了解新一代风力发电的需求规模,但如果到2050年风力发电是满足需求的唯一技术,那么全国将需要10到60个新的风力发电场。

当然,我们不会只建造风电场。电网规模的太阳能、屋顶太阳能、新的地热、一些新的小型水电站以及可能的潮汐和波浪发电都将发挥作用。

新西兰山坡上有几座风车。
我们需要更多的风电场。Shutterstock / Joshuadaniel.

管理的需求

除了提供更多的电力供应,需求管理和电池也很重要。我们的模型显示,到2050年,需求高峰(通常出现在冬天每个人都在下午6点打开加热器和烤箱的时候)可能比现在高出40%。

但满足这个每天的高需求可能会看到昂贵的植物坐在闲置的大部分时间(只有在最后25%的发电容量使用约10%的时间).

当水电湖水干燥时,这尤其是可再生电力系统的问题,因为Hydro是少数可再生电源之一,可以在白天(水坝后面的水)并在晚上峰值上使用(通过产生)用那个储存的水)。

因此需要需求响应。例如,当电网上有太多负载时,这可能涉及工业厂。

但到2050年,大量家庭也需要智能电器和米,在非高峰时期自动使用更便宜的电力。例如,洗衣机和电动汽车充电器可以在凌晨2点自动运行,而需求较高,而不是下午6点。

我们的建模显示了一个良好的建立需求响应系统可以减轻干燥年的风险(当水电湖泊在水上较低时)在未来几十年中,通常使用目前的天然气和煤炭产生。

代替(或者以及)需要对抗干燥年风险的需求响应和电池系统,可以构建泵送存储系统。当水湖流入很丰富时,这是水被泵送的地方,并且用于在干燥时期发电。

新西兰电池项目目前正在考虑新西兰的潜力。

几乎(但不完全)100%可再生

干燥年风险将大大减少,会有“减少更多的温室气体排放如果临时气候变化委员会(ICCC) 2019年的建议目标是99%的可再生电力被采纳,而不是100%。

因此,少量的气体峰值装置将被保留。ICCC表示,通过过度建设将可再生电力从99%提高到100%,只会避免非常少量的碳排放,而且成本非常高。

我们的模型支持这个观点。CCC的建议草案在这个问题上也使得这一点,尽管100%可再生电力是“所需终点”,时间非常重要,但能够平滑过渡。

尽管有这些观点,梅根伍兹的能源部长表示,政府将是保持目标2030年,100%可再生电力部门。

气候变化的影响

未来,电力系统也将不得不对不断变化的气候模式做出反应。国家水和大气研究所预测在未来的几十年里,南岛的风力将会增强,而远北地区的风力将会减弱。

流入最大的水力湖的水会变得更湿(源头有更多的雨水),而且它们的季节性也会因为这些集水区降雪量的变化而改变。

我们的建模显示电力系统可以适应那些不断变化的条件。One good news story (unless you’re a skier) is that warmer temperatures will mean less snow storage at lower elevations, and therefore higher lake inflows in the big hydro catchments in winter, leading to a better match between times of high electricity demand and higher inflows.

1 .价格合适

该模型还显示,发电成本不太可能增加,因为建造新可再生能源的价格在全球范围内继续下降。

由于建设新可再生能源的成本现在比不可再生能源便宜(如燃煤厂),更有可能建立可再生能源以满足近期的新需求。

虽然新西兰的电力系统可以使我们的运输和工业供热部门(至少)快速脱碳,但某些领域需要确定性,这样电力行业才能开始建设,以满足各地的需求。

BIPARTISAN在政府层面的合作对于鼓励具有长时间和预期的长期投资和传输项目的重大投资很重要。

需要基础设施和市场来支持需求响应摄取,以及在2024年的Tiwai出口周围确定,是否可能构建泵送存储。

如果新西兰想在应对气候变化的全球事务中尽自己的一份力,我们的电力系统可以支持其所需的快速脱碳。

但是,在铲子击中地面之前,都需要合理的规划,坚定的决策和支持性和相对稳定的监管框架。谈话

jZH PURDIE.,高级研究员,奥塔哥大学

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