可再生能源发电与供热的结合将会逐渐增大风电和太阳能在电力系统中的占比,因为在温和气候区,供热需求要远超电力需求的两倍之多。随着热水冷却(安装热能驱动的吸收式热泵)使用率的提高,其不仅在温和气候区的使用更为现实,在风电和太阳能发电出力与当地CHP的结合利用上也将更为普遍、灵活。因此供热、供冷与热水的需求可能成为风电和太阳能发电的最大产能出口。而且,这种利用形式的初始投资也很低,尤其是当地的区域性供热供冷网络已经处于施用中。同时,新的集中供热系统的构成也是技术成熟、成本较低、效能较高的一种解决方案,也将为100%可再生能源发电出力提供管理上的灵活性。在某些抽水蓄能利用广泛能地区,这也成为优先的解决方案,但是也会因地形条件的不同而受到一定的局限性。
图4电热锅炉图
图5燃气CHP图
图6CHP在丹麦福堡的应用
风电和太阳能可以作为能源供应的主要来源,而成本低、易存储的生物质能可以作为理想的备用能源。而且,在风电和太阳能充足的情况下,生物质能也不应被白白消耗掉。从环境友好和经济发展两方面看,风电的过剩产能转化为区域供暖和热水储存的价值与替代燃料的消耗价值相当,可以说除了将多余电力低价输送到邻国外,这是一种最优解决方案。
上调和下调政策的实施
风电和太阳能不能独立承担持续的电力供给。未来的能源供给方案将完全由波动性的可再生能源为主导,那么以下这三种典型情况的调节方案则可满足实际的电力需求:
a风电和太阳能产能过高;则需下调措施,如将剩余电力转化、储存或者出口;
b风电和太阳能产能过低;则需上调措施,如使用储备电力或者向邻国进口电力;
c风电和太阳能无产能;则全部的电力供应由储备电力和进口电力来满足。
风电和太阳能是未来可再生能源集成系统的基石,然而其波动性需要电力消费者的适应,并且需要其他能源或储能方式作为备用供给。当前的很多储能方案都具有可行性,但各自在技术、媒介和成本上大有不同。这些不同类型的储能方式要满足供电、供热和供冷的集成供给,重点还要看各自的灵活性和反应时间。