IRENA：可再生能源未来的创新前景-- 波动性可再生能源并网解决方案

风能专委会CWEA 2022-08-02

国际可再生能源署（IRENA）针对波动性再生能源在未来能源转型中的作用发布了164页的重磅报告：《可再生能源未来的创新前景—— 波动性可再生能源并网解决方案》（Innovation landscape for a renewable-powered future ）。本报告汇集了对新兴创新举措的许多重要认识，这些创新旨在帮助提高电力行业波动性可再生能源（VRE）的比重。实际上，波动性可再生能源的并网解决方案，是多领域多维度创新举措之间交互的产物。该报告分析了最重要的一些创新内容，并建立了它们之间的有机联系 - 最终形成了在不同情况下切实可行的 VRE 并网解决方案。在“2060年碳中和”背景下，该创新报告值得揉碎了掰开了仔细阅读，在此推荐给行业。

可再生能源未来的创新前景：波动性可再生能源并网解决方案

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创新是驱动着全球能源转型的发动机。此外，全球研发和引进更好、更高效的可再生能源技术的步伐正在加快。可再生能源正成为许多国家向安全、经济和环保的可持续能源供应过渡的首选。它们通过创造就业机会和创造当地价值来支持社会经济的持续发展，同时应对气候变化和当地的空气污染。

到目前为止，电力行业已经引领潮流，太阳能和风能技术的成本迅速降低，并在许多国家得到了广泛的应用。然而，尽管迄今为止取得了可喜的进展，能源转型仍需大幅加快步伐。与市场政策一样，推动技术创新的政策也应不断地重新审视并更新，以跟上新的发展和突破。随着占发电量比例的增加，可变可再生能源（VRE）并网也带来了具体的挑战 - 其本质是，维持供需平衡将成为一个更大的挑战。要发挥低成本 VRE，如太阳能和风能的最大价值，我们需要有灵活的集成的电力系统。作为回应，世界各地的决策者和系统运营商正在采取一系列措施，以在不断变化的形势下保持既经济又可靠的供需平衡。创新的重点是促进解决方案的开发和部署，以增加高比例太阳能发电和风电所需的系统灵活性。

国际可再生能源署（IRENA）对各种可再生能源并网的创新举措进行了广泛而详细的分析，并对创新和创新解决方案的许多实例进行了布局和分类。为此发表的这份报告，结合了各种线上资源，旨在为决策者就目前研发中，或是在某些情况下已经实际使用的，亦或是在全球不同情况下的各种创新给出清晰、易懂的指导。这些创新已经结合了全球范围内的各种系统。其结论框架应当能够对每个特定案例具有的潜在解决方案作出明智的判断。

本报告的主要内容如下：
I 电力行业转型需要集成波动性可再生能源

在可再生电力成本（尤其是风能和太阳能光伏发电）快速下降的推动下，电力行业正在引领着能源的转型。在符合《巴黎协定》的情况下，VRE 技术，特别是太阳能光伏和风力发电，在能源转型中发挥着核心作用。因此，为实现在电力系统中集成高比例 VRE 所开展的的创新对于全球能源转型的成功至关重要。

II 电气化、分布化及数字化趋势正改变着电力行业的格局

电气化、分布化和数字化的结合正在加速电力行业的转型。这些领先的创新趋势正在改变着电力系统的格局，为高 VRE 比例释放系统灵活性，并改变着角色和责任，为电力行业的新兴企业打开了大门。

III 为实现 VRE 并网的创新举措涉及到关键技术、市场设计、商业模式及系统运行

在解决 VRE 并网发电问题时，我们并不缺乏创新。IRENA 对高比例 VRE 并网发电的创新举措进行了调研。通过调研分析找出了 30 种四大类电力行业转型创新举措：关键技术创新、商业模式创新、市场设计创新和系统运行方式创新。

IV 创新可以提高整个电力系统的灵活性

近几十年来，在提高常规电厂的灵活性方面已取得了重要进展。但需求侧几乎无法提供任何灵活性，因为它基本上没有反馈。新兴的创新不仅进一步提高了供电侧的灵活性，而且正在拓宽到提供电力系统所有部分（包括电网和需求侧）的灵活性。这些创新提供了更广泛的解决方案组合，可以进行组合和优化，以降低成本并最大限度地提高系统收益。提高整个电力系统的灵活性可能来自：供给侧灵活性、电网灵活性、需求侧灵活性、全系统的储电灵活性。

V 定制化的解决方案是以创新为基础构建起来的

本研究重点介绍了 11 种基于相关性和日益广泛使用的 VRE 并网发电解决方案，每种方案都结合了多种创新。创新是无法孤立地实现的。跨越各个维度的不同创新之间的协同作用可以为 VRE 集成提供解决方案。为实现高比例 VRE 并网发电而设计的最优策略，并实现不同的创新举措，要根据各国的国情进行。

VI 评估实施灵活性解决方案的影响

专注于需求侧和基于市场设计创新的解决方案成本较低，对 VRE 集成的影响则为中等至较高。这使得这些解决方案在许多国家成为一个极具吸引力的选择。对用到更多关键技术的解决方案，如电网、储电、以及电能利用的创新等，需要更大的投资，但对 VRE 并网发电也会产生更大的影响。这使得它们更适合于高级阶段，在这些阶段，各国在其电力系统中实现了高比例的 VRE。

VII 创新可以降低系统成本并最大化收益

为了实现具有成本效益的全球转型，从而形成低碳、可持续、可靠和包容性的能源系统这一目标，所采取的战略需要在最大限度地提高相关效益的同时，最大限度地降低与 VRE 集成相关的成本。电力系统的创新可以通过增加系统灵活性的解决方案，来降低 VRE的集成成本。

VIII 电力行业转型的八步创新规划

参考：

创新工具箱

https://irena.org/innovation/Toolbox

数字化交互网页

创新：电力系统灵活性的游戏规则改变者

https://www.irena.org/DigitalArticles/2020/Jul/Innovation-A-Game-Changer-for-Power-System-Flexibility

11个解决方案

★ 解决方案一：通过先进的天气预报能力降低波动性可再生能源发电的不确定性

★ 解决方案二：灵活发电以适应可变性