国际能源机构的一份白皮书详细介绍了水电如何能够帮助缓解全球在电网资源组合中增加风能和太阳能。 Argonne的Audun Botterud提供了他作为合著者的专业知识。

随着世界增加风力涡轮机和太阳能电池板的领域以产生更多的清洁能源,电网运营商正在寻找方法来平滑可再生能源带来的变化。 在寻求增加灵活性的过程中,国际能源机构发出了一个提醒:不要忘记水电。

水电是当今最大的可再生能源之一,可以帮助平衡风力和太阳能农场的波动产出。 为了解释这一潜力,国际能源机构最近发表了一系列关于水电服务价值的白皮书中的第一篇,概述了它们在不断发展的能源系统中的潜在作用。 这篇论文汇集了一个国际专家团队,包括美国能源部阿尔贡国家实验室的能源系统工程师Audun Botterud。

他说:“为了更好地了解这些不断发展的电力系统和市场,我们研究了在向更清洁的电力供应过渡中可以发挥什么作用。”

充分利用风能和太阳能可能是电网运营商面临的一个挑战,因为当太阳不发光,风很低时,它们必须考虑。 这种灵活性从毫秒到年。

Botterud分析了过去15年中将可再生能源纳入电力系统和电力市场的情况。 “这就需要能够补偿的灵活资源。

水电设施以水的形式储存能量,水被储存在水库中,然后释放到旋转涡轮机中。 波特鲁德说,由于水电蕴藏着大量易于控制的能源,水电是可变可再生能源的良好补充。

不同国家目前对这种灵活性的需求各不相同。 例如,在巴西、印度和中国,风能和太阳能尚未对整个电网产生重大影响,水电可以帮助平衡电力系统的短期变化。 丹麦、爱尔兰和南澳大利亚的需求更为迫切,由于能源系统日益依赖天气变化,那里也需要长期的灵活性。 在这些情况下,水力发电可能特别有价值。

波特鲁德说:“水坝可以季节性地储存能量。 与电池相比,电池只能储存几个小时的能量。 您需要系统中的两种类型的存储。

一些地方将需要在未来几年建立更多的水电能力,以获得这种可预测的、强大的清洁能源能力。 在其他地方,现有的水电资源可能需要升级的设备、更多的维护、更密集的监测和更多的传输能力,以便在需要的地方携带电力。 电力市场也需要改变。

Botterud说:“大多数地区的市场都是围绕着以化石燃料发电为基础的传统资源组合设计的。 “在某种程度上,我们需要重新思考如何在电力系统中评估资源。 灵活性的要求越来越高,因此我们应该确保水力发电等灵活资源得到相应的补偿。

博特鲁德是Argonne、Lawrence Berkeley国家实验室和其他机构的研究人员之一,致力于分析和改进可再生能源在电网上的集成。 2020年晚些时候将发表另一份IEA水电白皮书,重点讨论与水电和灵活性有关的电力市场问题。

波特鲁德说,随着未来几十年可变可再生能源的增长,许多不同的技术可以在电网中注入更多的灵活性。 “电池受到了广泛关注,天然气也受到了关注。 水电不应该被排除在外,因为它已经是一个很大的资源-而且是一个灵活的资源。”