Modelle zur Investitionsplanung für die Wind- und Solarflotten des Vereinigten Königreichs

Główne pojęcia

Die Studie zeigt, wie aus den niedrigsten wirtschaftlich vertretbaren Wirkungsgraden der Wind- und Solarflotten berechnet werden kann, wie viel Wind- und Solarenergie wirtschaftlich gerechtfertigt ist. Dies wird durch strukturierte Untersuchungen des Verhaltens des Stromsystems über den gesamten Betriebsbereich hinweg erreicht.

Streszczenie

Die Studie beschreibt die Entwicklung eines Compound-Modells, das es ermöglicht, die Effizienz zukünftiger größerer Wind- und Solarflotten zu berechnen und somit die obere wirtschaftliche Grenze ihrer Nutzung zu bestimmen.
Aus den Ergebnissen des Compound-Modells werden Investitionsplanungstabellen und -nachschlagetabellen erstellt, die es ermöglichen, aus den niedrigsten wirtschaftlich vertretbaren Wirkungsgraden der Wind- und Solarflotten (Incremental Wind Efficiency, IWE, und Incremental Solar Efficiency, ISE) die maximal wirtschaftlich gerechtfertigten Größen der Wind- und Solarflotten zu berechnen.
Die Analyse zeigt, dass Wind- und Solarenergie bei IWE/ISE-Werten von 0,5 nur etwa 70% des Strombedarfs decken können, der Rest muss durch regelbare Quellen wie GuD-Kraftwerke bereitgestellt werden. Dies schränkt die Fähigkeit von Wind- und Solarenergie ein, das Stromsystem zu dekarbonisieren, und führt im Jahr 2035 voraussichtlich zu einem Restausstoß von 71,7 Mio. t CO2 pro Jahr, den Wind- und Solarenergie nicht bewältigen können.

Statystyki

Bei einem Hdrm-Wert von 48,5 GW und IWE/ISE-Werten von 0,5 beträgt die installierte Windleistung 31,21 GW und die installierte Solarleistung 6,60 GW.
Bei einem Hdrm-Wert von 48,5 GW und IWE/ISE-Werten von 0,3 beträgt die installierte Windleistung 41,54 GW und die installierte Solarleistung 7,85 GW.
Bei einem Hdrm-Wert von 48,5 GW und IWE/ISE-Werten von 0,7 beträgt die installierte Windleistung 25,71 GW und die installierte Solarleistung 5,38 GW.

Cytaty

"Wind- und Solarenergie werden nur etwa 70% des Strombedarfs decken können, der Rest muss durch regelbare Quellen wie GuD-Kraftwerke bereitgestellt werden."
"Bei IWE/ISE-Werten von weniger als 0,5 würde die Hälfte der Zuwächse bei Wind- und Solarenergie abgeregelt werden, was die Stromgestehungskosten verdoppeln würde."

Kluczowe wnioski z

The Development of Investment Planning Models for the United Kingdoms Wind and Solar Fleets

by Anthony D St... o arxiv.org 03-15-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.09496.pdf

Głębsze pytania

Welche technologischen Durchbrüche oder politischen Maßnahmen könnten die wirtschaftliche Rentabilität von Wind- und Solarenergie bei höheren Wirkungsgraden verbessern?

Um die wirtschaftliche Rentabilität von Wind- und Solarenergie bei höheren Wirkungsgraden zu verbessern, könnten verschiedene technologische Durchbrüche und politische Maßnahmen ergriffen werden:

Technologische Durchbrüche:

Effizienzsteigerung: Kontinuierliche Forschung und Entwicklung zur Steigerung der Effizienz von Wind- und Solartechnologien könnten die Rentabilität verbessern, da höhere Wirkungsgrade zu einer besseren Ausnutzung der Ressourcen führen.
Speichertechnologien: Fortschritte in der Energiespeicherung, wie z.B. leistungsfähigere Batterien oder innovative Speicherlösungen, könnten die Integration von Wind- und Solarenergie in das Stromnetz optimieren und die Rentabilität erhöhen.
Netzinfrastruktur: Investitionen in die Netzinfrastruktur, um den Ausbau von Wind- und Solarenergie zu unterstützen und die Integration in das Stromnetz zu erleichtern, könnten die Rentabilität steigern.

Politische Maßnahmen:

Förderprogramme: Durch gezielte Förderprogramme und Anreize für erneuerbare Energien könnten Regierungen die Rentabilität von Wind- und Solarenergieprojekten verbessern und Investitionen attraktiver machen.
Netzanschluss: Klare und konsistente Regulierungen für den Netzanschluss von Wind- und Solarenergieanlagen könnten die Planungssicherheit erhöhen und die Rentabilität steigern.
Preisgestaltung: Die Einführung von marktbasierten Mechanismen wie Einspeisetarifen oder Kapazitätsmechanismen könnte die Rentabilität von Wind- und Solarenergieprojekten unterstützen.

Welche Auswirkungen hätte eine stärkere Kopplung des Stromsystems mit anderen Sektoren wie Wärme und Verkehr auf die optimale Größe der Wind- und Solarflotten?

Eine stärkere Kopplung des Stromsystems mit anderen Sektoren wie Wärme und Verkehr hätte mehrere Auswirkungen auf die optimale Größe der Wind- und Solarflotten:

Bedarfsgerechte Produktion: Durch die Kopplung mit anderen Sektoren könnte die Nachfrage nach Strom aus Wind- und Solarenergie besser auf den Bedarf in den Sektoren Wärme und Verkehr abgestimmt werden. Dies könnte die optimale Größe der Flotten beeinflussen, da die Produktion bedarfsgerechter gesteuert werden könnte.

Flexibilität: Eine stärkere Kopplung ermöglicht es, überschüssige Energie aus Wind- und Solarenergie in anderen Sektoren zu nutzen, z.B. durch Power-to-Heat oder Power-to-Gas. Dies könnte die Flexibilität des Systems erhöhen und die Notwendigkeit für große Flotten reduzieren.

Synergien: Die Kopplung des Stromsystems mit anderen Sektoren könnte Synergien schaffen, z.B. durch die Nutzung von Wärme aus erneuerbaren Quellen für Prozesse in der Industrie. Dies könnte die Gesamteffizienz steigern und die optimale Größe der Wind- und Solarflotten beeinflussen.

Wie könnte eine Weiterentwicklung von Energiespeichertechnologien die Fähigkeit von Wind- und Solarenergie zur Dekarbonisierung des Stromsystems verbessern?

Die Weiterentwicklung von Energiespeichertechnologien könnte die Fähigkeit von Wind- und Solarenergie zur Dekarbonisierung des Stromsystems auf verschiedene Weisen verbessern:

Netzstabilität: Fortschritte in der Energiespeicherung könnten dazu beitragen, die Netzstabilität zu erhöhen, indem sie die Schwankungen in der Stromerzeugung aus Wind- und Solarenergie ausgleichen. Dies könnte die Integration erneuerbarer Energien erleichtern.

Lastausgleich: Durch die Speicherung überschüssiger Energie aus Wind- und Solarenergie in Zeiten geringer Nachfrage könnten Energiespeichersysteme dazu beitragen, die Lastausgleichung im Stromnetz zu verbessern und die Effizienz zu steigern.

Flexibilität: Fortschritte in der Energiespeicherung könnten die Flexibilität des Stromsystems erhöhen, indem sie es ermöglichen, Energie bei Bedarf bereitzustellen. Dies könnte die Zuverlässigkeit des Systems verbessern und die Integration von Wind- und Solarenergie unterstützen.