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如今的社會正在朝著一個(gè)高度依賴各種可再生能源的電氣化世界邁進(jìn)，但也面臨著電動汽車充電、生活方式改變以及氣候變化等復(fù)雜因素。

這引發(fā)了許多問題，包括如何提供具有成本效益、可靠、零排放的電力，以及如何利用管理用于發(fā)電、供暖、烹飪的天然氣。人們也存在對澳大利亞在冬季天然氣潛在短缺的擔(dān)憂。


Neoen公司計(jì)劃在澳大利亞Riverina地區(qū)部署電池儲能系統(tǒng)的渲染圖

大多數(shù)研究報(bào)告都指出，澳大利亞峰值電力需求和冬季電力需求都將顯著增長。電力供應(yīng)將變得越來越不穩(wěn)定，而在冬季最需要的太陽能發(fā)電量也低于其他季節(jié)。通常的做法是采用更多的可再生能源發(fā)電設(shè)施、短時(shí)儲能和長時(shí)儲能以及需求響應(yīng)設(shè)施。但這是一種有效的措施嗎？


澳大利亞冬季的電力和天然氣需求很高，并且遇到了供應(yīng)緊缺問題

上圖是按發(fā)電類型劃分的澳大利亞國家電力市場（NEM）每周的能耗，顯示澳大利亞冬季太陽能發(fā)電量較低，而天然氣發(fā)電和燃煤發(fā)電量顯著增加。如果短期管理和儲能系統(tǒng)應(yīng)對需求高峰，每周需求是一個(gè)有用的指標(biāo)。除昆士蘭州外，澳大利亞其他州的冬季每周電力需求都高于夏季。

如果重新定義挑戰(zhàn)并應(yīng)用更多策略，未來可能會大不相同。冬季多日峰值電力需求問題的潛在驅(qū)動因素是寒冷或多云的天氣以及時(shí)間較短的白天。本文將介紹解決這些問題的一些方法。

如果假設(shè)未來的短期電力需求將由電池儲能系統(tǒng)（包括電動汽車）、需求管理和目標(biāo)能源效率來管理，那么至少可以滿足幾天的峰值電力需求。只要在這幾天所需的總電量是可用的，電池儲能系統(tǒng)和智能設(shè)備就可以短期供應(yīng)并滿足峰值電力需求。

在討論需求側(cè)選項(xiàng)之前，可以考慮存儲足夠的電力以度過寒冷的冬季。顯而易見的答案是使用抽水蓄能發(fā)電設(shè)施、氫能設(shè)施和生物質(zhì)能等長時(shí)儲能技術(shù)。但是，如果打破常規(guī)思考，也許還有其他選擇。

澳大利亞擁有大量的水電量。例如，維多利亞州在當(dāng)?shù)負(fù)碛?00MW以上的水電設(shè)施，并且可以從Basslink水電設(shè)施及其在Snowy水電設(shè)施獲得近2GW的電力。因此，為冬季水電運(yùn)行蓄水的措施可以提供幫助。這可能涉及什么？

太陽能發(fā)電設(shè)施與短時(shí)儲能系統(tǒng)和能效設(shè)施相結(jié)合，可以在大壩中蓄存更多的水在冬季供應(yīng)電力。這不會面臨抽水蓄能的往返損失。許多水壩還可以提供灌溉用水，因此需要平衡灌溉用水和冬季用電的時(shí)間和數(shù)量，這種做法可能具有挑戰(zhàn)性，但值得探索。

生物質(zhì)能源能夠以固體、液體或氣體的形式儲存供冬季使用，并且能夠以這些形式用于提供電力和熱量，以減少冬季的電力消耗，并用于發(fā)電。

在需求方面，節(jié)能建筑、高效供暖設(shè)備和照明設(shè)施可以減少冬季消耗和相關(guān)需求高峰。在寒冷的日子里，更加節(jié)能的六星級住宅需要的熱量約為二星級住宅的三分之一。

即使在溫暖的氣候下，電暖器的使用量也可能很高，因?yàn)榻ㄖ锏臒嵝阅芡ǔ：懿?，而且許多家庭依賴于電暖器。然而，許多人的家中都有空調(diào)，但沒有意識到空調(diào)可以提供高效、低成本的供暖。而許多現(xiàn)有的供暖系統(tǒng)效率非常低：針對冬季天然氣和電力消費(fèi)者的計(jì)劃可能會有所幫助。


維多利亞州的每日天然氣需求。冬季高峰是由建筑供暖驅(qū)動的。藍(lán)色部分顯示天然氣發(fā)電。使用天然氣的電力運(yùn)行效率低下的電力加熱設(shè)施，每單位熱量所消耗天然氣是直接使用天然氣加熱的兩倍。

此外，提高其他電器和設(shè)備的效率（尤其是熱水器），不僅可以節(jié)省電力，而且您使用分布式電池儲能系統(tǒng)和智能需求管理來改變供應(yīng)和使用時(shí)間的時(shí)候，它幾乎與減少峰值需求一樣有用，也可以減少全年的消費(fèi)和需求高峰。

例如，澳大利亞國家電力市場（NEM）用于熱水的冬季每周耗電量約為180GWh（約占總耗電量的5%），其中約四分之三可通過采用熱泵節(jié)省電力。與大多數(shù)太陽能集熱裝置相比，熱泵熱水器在冬季使用的電力更少，尤其是在電力需求可能很高的寒冷多云條件下，盡管它們在夏季使用更多電力：但那時(shí)太陽能的發(fā)電量充足。

原標(biāo)題：澳大利亞在冬季如何管理季節(jié)性儲能需求？