國(guó)際能源機(jī)構(gòu)(International Energy Agency)的白皮書詳細(xì)介紹了水力發(fā)電如何幫助緩解全球風(fēng)能和太陽能對(duì)電網(wǎng)資源組合的影響。Argonne的Audun Botterud提供了他作為合著者的專業(yè)知識(shí)。

隨著世界增加風(fēng)力渦輪機(jī)和太陽能電池板的領(lǐng)域來產(chǎn)生更多的清潔能源，電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商正在尋找方法來消除可再生能源帶來的變化。在尋求提高靈活性的同時(shí)，國(guó)際能源署(IEA)發(fā)出了類似的提醒：不要忘記水力發(fā)電。

水電是當(dāng)今最大的可再生電力來源之一，可以幫助平衡風(fēng)能和太陽能發(fā)電場(chǎng)波動(dòng)的輸出。為了解釋這種潛力，IEA最近發(fā)布了一系列關(guān)于水電服務(wù)價(jià)值評(píng)估的白皮書，概述了其在不斷發(fā)展的能源系統(tǒng)中的潛在作用。該論文組建了一個(gè)由國(guó)際專家組成的團(tuán)隊(duì)，其中包括能源部(DOE)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的能源系統(tǒng)工程師Audun Botterud。

他說：“在試圖更好地理解這些不斷發(fā)展的電力系統(tǒng)和市場(chǎng)時(shí)，我們研究了在向更清潔的電力供應(yīng)過渡中可以發(fā)揮什么作用。”

對(duì)于電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商來說，充分利用風(fēng)能和太陽能可能是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)樗麄儽仨毧紤]到何時(shí)太陽不發(fā)光且風(fēng)向低。這種靈活性范圍從毫秒到幾年。

Botterud說：“很難預(yù)測(cè)在任何給定的時(shí)間點(diǎn)將從這些資源中獲得多少收益。” Botterud分析了過去15年中可再生能源在電力系統(tǒng)和電力市場(chǎng)中的整合情況。“這導(dǎo)致需要可以補(bǔ)償?shù)撵`活資源。”

水力發(fā)電設(shè)施以水的形式存儲(chǔ)能量，該能量被保存在水庫中，然后釋放給旋轉(zhuǎn)渦輪機(jī)。Botterud說，由于水力發(fā)電蘊(yùn)藏著大量易于控制的能源，因此可以很好地補(bǔ)充可變的可再生能源。

不同國(guó)家目前對(duì)這種靈活性的需求各不相同。例如，在巴西，印度和中國(guó)，風(fēng)能和太陽能尚未對(duì)整個(gè)電網(wǎng)產(chǎn)生重大影響，水力發(fā)電可以幫助平衡電力系統(tǒng)的短期變化。丹麥，愛爾蘭和南澳大利亞州的需求更為迫切，因?yàn)槟茉聪到y(tǒng)越來越依賴于天氣多，在這些地區(qū)也需要長(zhǎng)期的靈活性。在這些情況下，水力發(fā)電可能特別有價(jià)值。

博特魯?shù)抡f：“水壩可以按季節(jié)儲(chǔ)存能量。” “將其與只能存儲(chǔ)幾個(gè)小時(shí)的電池進(jìn)行比較。系統(tǒng)中需要兩種類型的存儲(chǔ)。”

為了獲得這種可預(yù)測(cè)的，強(qiáng)大的清潔能源容量，未來幾年中一些地方將需要建設(shè)更多的水電容量。在其他地方，現(xiàn)有的水力資源可能需要升級(jí)的設(shè)備，增加的維護(hù)，更密集的監(jiān)控以及額外的傳輸能力，以將電力傳輸?shù)叫枰牡胤?。電力市?chǎng)也將需要改變。