2050年荷兰与德国基建展望报告英文版

1Introduction基础设施展望 2050Gasunie 和 TenneT 关于荷兰和德国综合能源基础设施的联合研究跨越能源边界Methodology场景框架运输基础设施基础设施模型Conclusions附录ContentSummaryHome 基础设施展望 2050Gasunie 和 TenneT 关于荷兰和德国综合能源基础设施的联合研究跨越能源边界Han Fennema ， Gasunie 首席执行官 ：“这项研究显示了基于太阳能和风能的未来能源系统的要求和局限性。有了这些高度波动的能源 ， 我们需要无缝协调的强大的天然气和电力基础设施。如果从我们的展望 2050 中可以清楚地看到一些东西 ， 那就是 TenneT 的电网与 Gasunie 的电网交织将赋予能源系统所需的灵活性。Manon van Beek ， TenneT 首席执行官 ：“太阳能光伏和海上风能的成本在很短的时间内迅速下降。如果政府继续设定更高的目标来限制二氧化碳排放，能源转型将加速。TeeT 和 Gasie 的《 2050 年基础设施展望》是一项联合审查，提供了以前从未展示过的宝贵见解。为了以有效和负担得起的方式实现 2050 年的气候目标，与政治和工业等其他合作伙伴的合作至关重要，因为能源系统不是从一天到一天的转变，而是需要长期的承诺。. "2附录Conclusions基础设施模型运输基础设施场景框架MethodologyIntroductionContentSummaryHome 前言Gasunie 和 TenneT 特此提出他们的第一个基础设施展望 2050 ， 这是一项联合研究的结果在荷兰和德国发展综合能源基础设施。它需要巴黎协定 （ COP21 ） 的目标 ， 以实现 95 ％ 的 CO2- 以 2050 年减排为起点。欧洲向可再生能源系统的过渡正在进入一个新阶段 ， 欧盟成员国的计划规定了如何实现 2030 年气候与能源框架的目标。尽管这些计划并未详细说明到 2050 年的精确过渡途径的所有细节，但总体方向已开始变得清晰 ： 太阳能和风能的强劲增长以及电力到天然气 （ P2G ） （ 氢 ） 转换的发展，化学品和液体燃料的生产以及能源存储的发展。对于不同的场景，本基础设施展望描述了现有天然气和电力基础设施可能的过渡途径的后果。其关键信息之一是 ， 在未来的能源系统中 ， 电力、热力和天然气将越来越多地整合 ， 以吸收太阳能和风能发电的巨大波动。关于这一问题 ， TenneT 和 Gasunie 也欢迎在荷兰气候协议草案中反复强调系统集成的重要性。如果可以对电力到天然气装置的位置提供指导 ， 则对基础设施扩展的长期需求可以大大减少。但是 ， 由于在所有情况下峰值需求的增长 ， 德国和荷兰的电网仍将需要相当大的增强。关于整个能源系统 ， 该研究清楚地揭示了氢在提供灵活性和系统安全性方面可以发挥的重要作用。如荷兰气候协议草案所述 ， Gasunie 和 TenneT 将于今年晚些时候与区域电网公司合作 ， 开始 2030 - 2050 年期间的探索性基础设施研究。这项研究将作为网络运营商和政府之间基础设施投资协议的基础 ， 并将于 2021 年公布。为了进一步分析德国 2030 - 2050 年期间的基础设施需求 ， TenneT 邀请亚琛大学 IAEW 能源研究所对未来的国家能源系统进行深入分析。 Gasunie Deutschland 作为重要的利益相关者参与其中 ， 提供天然气专业知识。已经进行的研究结果预计将于 2019 年中期公布。我们预计 ， 《 2050 年展望》将有助于更好地理解当前和未来发展可持续、可靠和负担得起的未来能源系统的可能性。Han Fennema Manon van BeekCEO,Gasunie首席执行官 ， TenneT3附录Conclusions基础设施模型运输基础设施场景框架MethodologyIntroductionContentSummaryHome 执行摘要为了实现《巴黎气候协定》中设定的 2050 年排放目标，能源转型将需要对当前以化石燃料为主的能源系统进行全面改革。尽管到 2050 年，太阳和风产生的电力被视为主要能源，但其中的大部分必须转化为分子 （ 例如氢 ），以满足化工和化肥行业的需求，以及其他形式的最终消费，所有这些都很困难。电气化。气体系统还允许容纳绿色和 CO2来自生物质和进口的中性气体。因此 ， 预计未来的能源系统不仅需要强大的电力基础设施 ， 而且还需要强大的天然气基础设施。对于荷兰来说 ， 这种天然气基础设施预计将运输氢气 ， 生物甲烷和进口天然气 ， 对于德国来说 ， 预计将运输氢气 ， 生物甲烷和国内或进口的合成 CO2中性甲烷.因此，德国和荷兰的电力和天然气传输系统运营商 TeeT 和 Gasie 联手回答了有关未来能源系统的问题。这些问题涉及两个基础设施如何相互作用，哪些能源将流经基础设施的哪一部分，以及如何在空间和时间方面获得供需之间的匹配等问题。我们决定德国和荷兰都基于一组共同的情景进行分析 ， 概述了一个合理的未来能源系统以 power - to - gas （ P2G ） 为基石 ， 以满足主要的能源需求比例 ， 并反映有关能源转型的不同治理方法。在这两种情况下 ， 我们都从最先进的研究中获取了情景1适用于各自的国家。As an infrastructure outlook, this study provides initial insights on infrastructure implications and should not be considered as an investment proposal. The model we have used consideres electricity and gas transport infrastructure in an integrated way from a high - level perspective.所有情景表明 ， 不仅电力 ， 而且德国和荷兰现有的天然气运输基础设施将在本研究设想的未来能源系统中发挥关键作用我们观察到电力和天然气发挥着互补作用。风能和太阳能是可再生能源的主要来源。1CE Delft （ 2017 ） ， 净投资 ； Enervis （ 2017 ） ， Erneuerbare Gase - in System update der Energiewende ； FNB Gas （ 2017 ） ， 德国的 Der Wert der Gas infrakstruktur f ü r Energiewende ； Dena （ 2018 ） ， Dena - Leitstudio - Integrierte Energiende 。4附录Conclusions基础设施模型运输基础设施场景框架MethodologyIntroduction ContentSummaryHome 情景考虑将这种可再生能源作为电力或绿色气体供应给市场。将电力直接输送到电气化在技术上和经济上可行的那些部门的优势具有避免能量转换和相关能量损失的优势。与此同时，绿色气体为电气化难以实现的行业提供了脱碳的选择。下图显示，在基础设施展望 2050 中研究的所有方案中，电力和天然气是主要的能源载体。基于风能和太阳能的电力供应本质上是非常不稳定的。尽管发电量有时会超过需求一个数量级 ， 但有时风能和太阳能发电量也很低 (“Dunkelflaute ”) ， 导致供应严重不足。我们进行的分析表明 ， 耦合电力和天然气电网可以提供能源系统有价值的灵活性和运输能力 ， 通过使用现有的基础设施在整个建模的一年。现有的天然气输电网有足够的能力来履行其在未来能源系统中从根本上改变的角色 ， 尽管由于氢的不同特性 ， 需要一些技术调整。如果能够对电力 - 天然气 (P2G) 接口给予适当的指导, 则耦合电力和天然气基础设施可以显著缓解电力基础设施的长期扩展需求。但是 ， 由于最终用户的需求预期增长 ， 我们预计 2030 年后电网将进一步扩大。我们可以得出结论 ， 未来的能源系统将需要强大的天然气和电力骨干 ， 包括储存设施 ， 以确保随时为所有形式的最终消费提供供应。荷兰的最终能源需求 （ 2017 年和 2050 年的三个情景 ）2017:需求 （ 669 TWh ）2050 当地 ：需求 （ 405 TWh ）2050 年国家 ：需求 （ 416 TWh ）2050 国际 ：需求 （ 417 TWh ）电甲烷氢其他液体燃料5附录Conclusions基础设施模型运输基础设施场景框架MethodologyIntroductionContentSummaryHome16%45%30%9%12%26%15%24%23%22%39%24%15%13%35%38%14% 德国的最终能源需求 （ 2017 年和 2050 年的三个情景 ）6附录Conclusions基础设施模型运输基础设施场景框架Methodology2017: 2050 本地: 2050国家:2050 国际 ：需求 （ 2591 TWh ） 需求 （ 1934 TWh ） 需求 （ 1748 TWh ） 需求 （ 2024 TWh ）Home20%8%30%16%27%10%28%电甲烷Summary38%22%21%25%氢其他Content16%26%18%22%18%18%8%29%液体燃料Introduction尽管到 2050 年电力存储将广泛使用 ， 但只有天然气存储将为基于太阳能和风能的系统中的季节性存储提供解决方案基于风能和太阳能的能源系统将需要大量的存储，以应对从 “频率恢复 ” 到“ 季节性存储 ” 之间的时间尺度上的供应波动。此外，一年中对能源的需求变化很大 (例如。Procedre冬季供暖的额外能源需求) 。显著的电力储存装机容量 (如Procedre电池，泵存储) 在这项研究中被考虑。然而, 即使直到 2050 年, 这种存储选项的能量容量也是有限的。现有地下储气设施。The other hand, can above large quantities of renewable energy for seasonal and long - term storage. Gas storage provides the main source of energy to the entire system during 'Dunkelflaute' situations. By coupect -在电力和天然气电网中 ， 可再生能源可以访问现有的地下储气设施。因此 ， 就像运输基础设施一样 ， 电力和天然气储存是互补的。P2G 装置的位置 ， 容量和运行是决定性因素 ， 必须与电力和天然气 TSO 保持一致将电力和天然气运输基础设施与 P2G 装置耦合为整个能源系统提供了额外的灵活性。然而，在风能和太阳能渗透率较高的情况下，P2G 的使用会导致电力峰值负荷大幅增加，因此，如果这些 P2G 装置的城市和位置与电网不正确对齐，可能会加剧基础设施瓶颈。 建议和进一步的工作对结果的分析表明 ， 定位 P2G 装置靠近可再生生产设施可以减少电网扩张的需求。当整体 P2G 容量与可再生能源相比相对较高时，情况尤其如此。然而, 并非给定的 P2G 安装总是减轻电网约束。如果从电网的角度来看, 这些装置的操作是次优的, 则仍然可能出现显著的电力和气体电网约束。因此，必须对 P2G 机组的运行采取适当的激励措施，以确保电网的高效运行。社会接受的综合能源基础设施解决方案需要新的公共和政治支持在大多数情况下, 电网中的峰值需求增加导致传输线的利用率增加或甚至过载。根据为这项研究选择的方法 ， 这可能表明 ， 除了在 2030 年之前已经在技术上和政治上得到确认的措施之外 ， 还需要额外的电网扩展。我们已经确定了实现和成功能源转型的两个关键