新西兰能源危机：新西兰脱碳后电力需求将猛增——可​​再生能源发电能跟上吗？

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由于批发价格飙升、工业受到影响，总理称之为“能源安全危机”，并表示将对新西兰的电力市场进行审查。
他是对的——今年的价格波动很大。8 月份的日均电价在每兆瓦时 (MWh) 164.52 新西兰元至 853.57 新西兰元之间。相比之下，2023 年 8 月的最高日均电价为每兆瓦时 168.43 美元。
电力局将此归因于天然气短缺、降雨量少以及流入水力湖泊的水量。后者是一个主要问题。目前的存储水平比2023 年的最低水平低约 800 千兆瓦时 (GWh)，比每年这个时候的历史平均值低 1,000 千兆瓦时以上。
这种情况是在气候变化、干旱风险增加以及电力需求预计大幅增长的情况下发生的。商业、创新和就业部最近发布的电力需求和发电情景显示，这一增长可能高达 82%，到 2050 年，峰值需求将达到 9.1 至 12.5 千兆瓦。
然而，由于需要更多的电气化来实现经济脱碳，并且希望在 2030 年之前逐步淘汰所有化石燃料，一些情景表明需求将至少增加两到三倍。当然，这意味着需要更多的发电能力——比目前的 10 千兆瓦高出 20 到 30 千兆瓦。问题是，新西兰能做到吗？
到 2030 年产能翻倍
正如政府最新的发电投资调查所强调的那样，能源行业一直在对这些市场信号做出反应。
到 2020 年，已承诺并积极实施的项目将使发电能力翻一番。这主要来自太阳能（6.4 吉瓦）和陆上风能（2.9 吉瓦），地热能（0.6 吉瓦）和电网规模电池（0.6 吉瓦）的贡献较小。
今年，亨特利启用了首个 35 兆瓦电池设施。电池容量对于稳定电网和满足峰值需求至关重要。然而，电池无法满足数周和数月的长期存储需求，而这正是新西兰电池项目的重点。
预计对电池技术的投资将减少，这表明需要更多地利用水力发电来弥补太阳能和风能发电的变化。
供应“稳定”取决于发电设施一年中提供电力的百分比。对于公用事业规模的太阳能，该百分比在 19% 至 26% 之间，对于陆上风电，该百分比在 33% 至 55% 之间。
电力局的建模进一步揭示了所需的稳固性。分析显示，太阳能发电量在 60% 的时间内可能低于总发电量的 10%。在 14% 的时间内，太阳能发电量将高于总发电量的 50%。
在全国范围内，风力发电量可能有 5% 的时间低于总发电量的 10%，也有 9% 的时间高于总发电量的 50%。
可再生能源可以满足未来的需求
尽管如此，到 2030 年，我们预计新太阳能项目每年将产生约 11.5 太瓦时 (TWh) 的电力，陆上风电项目每年将产生约 10.1TWh 的电力。总的来说，这大约是目前每年电力需求的一半。
过去十年，该国的水力发电量每年在 24 至 26 TWh之间。因此，要到 2030 年实现 100% 可再生能源供应（假设生物质取代亨特利的煤炭），将意味着取代 3.5 至 5.6 TWh 的天然气发电量。
正在开发的电池容量不会抵消目前用于应对高峰需求的所有天然气发电机的电量。如果所有正在开发的电池每天参与市场四小时，它们一年可以提供约 1TWh 的电量。
因此，按年计算，新西兰可从太阳能、风能和水力发电中产生超过 47TWh 的电力，电网规模的电池也能提供一定程度的电力。这还不包括其他基本负荷发电——地热、热电联产（在造纸厂等工业场所生产热能的同时发电）和生物质。
简而言之，到 2030 年我们应该能够满足我们的愿望和预计的能源需求增长。
截至 2030 年的拟议和正在开发的项目。
冬季价格仍有可能上涨
挑战在于季节性和每日电力变化。电力局的分析表明，风力发电在一年中应该相当稳定。但总体趋势是白天发电量更多，通常在下午达到峰值。
当然，太阳能发电量也会在午后达到峰值。但冬季太阳能发电量将比夏季减少三分之一。考虑到水力湖泊储存量耗尽和电网发电量不足的风险，这一点很重要。
冬季水力储量最低时，电力系统需要满足较低的太阳能发电量。
通过屋顶太阳能的推广，可以在一定程度上解决早晚用电需求，用电池储存太阳能发电，如果没有太阳，还可以通过电网给电池充电。
如果将太阳能系统作为虚拟发电厂进行集体管理，事实证明，可以在需要时将电力反馈到电网，以解决冬季高峰事件。
尽管如此，由于太阳能和风能提供较低的市场价格，我们可以预计，在没有干旱的一年里，批发价格将在 9 月底至 5 月初稳定在相当低的水平。
但如果我们不解决季节性储能问题，冬季可能仍会出现价格飙升的情况。正如其他人所观察到的，取消大部分新西兰电池项目可能会被证明是短视的。