储能研究——为欧洲电力供应安全做出贡献

储能研究 - 对欧洲电力供应安全的贡献最终报告 2020 年 3 月 欧洲委员会能源总局 B - 内部能源市场单元 B4 - 供应安全联系人 ： Yolanda Garcia Mezquita电子邮件 ： Yolanda. Garcia - Mezquita @ ec. europa. eu欧盟委员会 B - 1049 布鲁塞尔 欧洲委员会储能研究 - 对欧洲电力供应安全的贡献2020能源内部能源市场总局 Europe Direct 是一项帮助您找到有关欧盟问题的答案的服务。免费电话号码 (*):00 800 6 7 8 9 10 11（ * ） 所提供的信息是免费的 ， 大多数电话也是免费的 （ 尽管某些运营商 ， 电话亭或酒店可能会向您收费 ） 。作者:克里斯托弗 · 安德烈 （ Artelys ） 保罗 · 巴贝里 （ Artelys ）路易莎 · 拉科姆 （ Artelys ）弗兰克 · 热拉尔 (Trinomics)Jo ã o Gorenstein Dedecca (Trinomics) Koen Rademaekers (Trinomics)Morgan Crenes (Enerdata) Yacine El Idrissi (Enerdata)法律公告本文件是为欧洲委员会编写的 ， 但它仅反映了作者的观点 ， 委员会不对其中所载信息的任何使用负责。有关欧盟的更多信息 ， 请访问 Internet （ http: / / www. europa. eu ） 。卢森堡 ： 欧洲联盟出版物办公室 ， 2020 年ISBN 978 - 92 - 76 - 03377 - 6 doi: 10.2833 / 077257© 欧盟 ， 2020只要确认来源 ， 就可以授权复制。 5欧洲委员会目录执行摘要 71.EU - 28 的能源存储和数据库的数据收集 141.1.数据收集方法 14来源分类 14技术数据库 16设施数据库 17仪表数据库的后面 181.2.数据库结果 19技术数据库 19设施数据库 19分析 21仪表数据库后面 251.3.与数据库有关的结论和关键信息 262.量化储能对欧盟电力供应安全的贡献 - 28 272.1.导言 272.2.不同场景的设计 29场景描述 29灵活性需求的演变 332.3.不同灵活性解决方案的特征 402.4.最佳柔性原型的设计 44用于优化灵活性组合的模型的描述 443 种情况的最优投资组合 472.5.对提供灵活性的贡献 55对提供灵活性的贡献的定义 55评估在不同情况下对提供灵活性的贡献 562.6.对供电安全的贡献 59对供应电力安全的贡献的定义 59评估不同情况下对供电安全的贡献 592.7.敏感性 ： 捕捉未来情景的不确定性 60不同敏感度的描述 60不同灵敏度的装机容量 632.8.能源储存对供应安全贡献的量化结论 703.评估储能政策、障碍和最佳实践 723.1.导言 723.2.影响存储的能源政策背景 733.3.储能障碍 75公共支持和存储策略 （ 计划 ） 75许可和标准化 78能源批发市场和能力机制 80辅助和网格管理服务 82网格方面 84税收和其他征费 88网络运营商的参与 89 6存储定义、融资、部门耦合和其他方面 913.4.欧盟电力市场设计和其他与储能相关的立法 95新电力市场设计对储能的影响 95与储能相关的其他欧盟倡议 1034.能源储存的结论和政策建议 1161.能源储存需要一个明确的战略来解决系统的灵活性和稳定性需求以及政策障碍 ， 同时还要提供适应不同技术的支持。到期日..............................................................................................................................................................................1182.成员国应解决许可障碍 ， 同时在欧盟层面采取进一步行动以实现标准化 ， 例如安全和电动汽车互操作性.....1203.会员国应优先考虑全面实施新的电力市场设计 ， 并解决剩余的障碍 ， 特别是在适当的价格信号和进入辅助服务市场方面..................................................................................................................1204.网络电价和净计量的双重收费 (部分由新的电力市场设计解决) 以及网络代码 (在较小程度上) 仍然是存储..........1225.税收的修订 ， 主要是通过能源税收指令 （ ETD ） ， 对于消除储存能源的过度负担 ， 如双重征税和减少交叉能源矢量至关重要。扭曲..........................................................................................................................................................1236.在所有能源领域 ， 应在与网络投资同等的基础上考虑具有竞争力的灵活性资源向量............................................124附件 1 ： 现有储存设施的装机容量 128附件 2: 审查关于电力政策障碍、最佳做法和建议的选定文件 131附件 3 ： 与储能相关的电力指令 （ 2019 / 944 ） 和法规 （ 2019 / 943 ） 的规定 137附件 4: 成员国储存政策第 141 页 7欧洲委员会EXECUTIVE SUMMARYContext在 2015 年 12 月的巴黎气候大会 （ UNFCCC COP21 ） 上，195 个国家通过了有史以来第一个普遍的，具有法律约束力的全球气候协议。该协议已获得 180 多个国家的批准，并于 2016 年 11 月生效。欧盟一直是达成该协议的关键参与者，该协议旨在将温度升高保持在比工业化前水平高 2 ° C 以下，并努力将其保持在 1.5 ° C 。欧盟的国家自主贡献 （ NDC ） 反映了其目标，即到 2030 年将欧盟的温室气体排放量与 1990 年相比减少 40 ％，并且与当时的目标一致，即到 2050 年将排放量减少 80 ％ 至 95 ％ （ 在必要的背景下减少发达国家作为一个整体 ） 。作为对《巴黎协定》承诺的回应，为了实现电力市场设计现代化的目标，欧盟委员会于 2016 年 11 月发布了一系列政策建议，即所谓的 “面向所有欧洲人的清洁能源一揽子计划 ” （ CEP ） 。已经达成的政治妥协，其中包括 2030 年的最新目标 （ 至少 32 ％ 的可再生能源目标，至少 32.5 ％ 的能源效率目标 ） 和计划的治理机制 ，报告和监测以及协调如何通过国家能源和气候计划 （ NECP ） 在成员国之间分配努力和实现目标，导致新规则从 2019 年起逐步生效。2019 年 12 月 ， 欧盟委员会提出了 “欧洲绿色协议 ” 。1， 旨在确保欧盟到 2050 年成为气候中立的一系列政策举措。 2020 年 3 月 ， 欧共体提议将这一目标纳入《欧洲气候法》2《气候法》包括跟踪成员国脱碳进展的措施 ， 并包括分析实现 2050 年目标的途径的建议。根据到 2050 年实现碳中和的目标 ， 欧盟委员会的长期战略3 描述了达到 80% 至 100% 脱碳水平的许多途径。所有这些都对能源部门，特别是电力部门产生了重大影响。事实上，在每一条途径中，都设想在大规模部署 RES 的支持下实现高水平的直接和间接电气化。可再生能源 (RES) 的水平从一个途径到下一个途径变化很大, 因为由电力到气体 (P2G) 技术实现的间接电气化需要大量的电力来产生氢气和 / 或甲烷以使诸如工业、加热和一些移动应用的部门脱碳。所有途径的共同之处在于，它们需要更灵活的能源系统，以便经济高效地集成可变 RES 技术 （ 主要是太阳能光伏以及陆上和海上风力发电 ），同时保持足够的供应安全水平。需要强大的灵活性解决方案部署，以使电力系统能够在所有时间尺度上适应剩余负荷的动态 ： 从频率响应到年际灵活性。提供灵活性的主要候选解决方案是网络，需求响应，可调度和灵活的发电技术以及能源存储。此外，工业，供热和移动部门与电力部门的耦合使其灵活性潜力可用于电力市场。这些新的灵活性来源是各种最终用途的需求以及直接和间接电气化过程的灵活性 （ 例如g.电解、天然气和电力基础设施之间的相互作用等。).1 https: / / ec. europa. eu / info / strategy / priorities - 2019 - 2024 / europe - green - deal _ en2 https: / / ec. europa. eu / info / files / commission - proposal - regulation - europe - climate - law _ en3 https: / / ec. europa. eu / clima / policies / strategies / 2050 _ en 8事实上 ， 电池的典型放电时间以小时为单位 ， 抽水蓄能和季节性蓄能在几个小时到几个月内 ， 系统集成 （ 当被视为存储解决方案时 ） 具有放电时间 ， 使其有助于满足季节性灵活性需求。因此, 能量存储技术的适当部署对于向严重依赖于可变 RES 技术的能源系统的成功过渡是至关重要的。关键是要了解哪些技术最有可能在未来发挥重要作用，以发现其发展的潜在障碍 （ 监管，缺乏创新计划等。)，最后提出更新的监管框架和政策行动，让相关的灵活性解决方案成功渗透市场。研究目标该研究分为三个主要部分 ： 我们首先介绍存储技术的现状 （ 在会员国的部署和关键特征 ），然后确定 2030 年和 2050 年对各种类型的灵活性解决方案的需求。最后，研究应该制定的监管条件，以使市场能够提供适当水平的储能技术。这三个目标可以概括为 ：这项研究的第一个目标是提供欧洲储能环境的图片 ， 在 （ i ） 现有设施和项目以及 （ ii ） 政策和监管框架方面 ， 以确定障碍和最佳实践。第二个目标是在欧盟和成员国层面探索储能的部署潜力和实际需求 ， 以设计具有成本效益的灵活性组合 ， 以确保 2030 年和 2050 年所有成员国的供应安全水平。最后，根据已确定的障碍和最佳做法，考虑到储能在成员国电力部门脱碳中的作用，提出了一套建议，以更新适用于储能技术的监管框架，并设计一套加快储能技术市场渗透的政策行动 ，在欧盟和国家层面。 9欧洲委员会研究的主要结果1.当前储能设施和未来项目的数据收集4在我们的数据收集工作中 ， 我们注意到一些要点 ， 可以总结如下 ：目前 ， 到目前为止 ， 欧盟的主要储能水库是抽水蓄能。随着价格暴跌 ， 新的电池项目正在增加。锂离子电池代表了大多数电化学存储项目。应充分考虑此类系统的回收利用及其有效寿命 ： 与在标称条件下使用相比 ， 提交给电网的此类理论规格可能相对乐观。在欧盟 ， 运营电化学设施的部分由英国和德国领导。我们注意到英国有大量项目 ， 爱尔兰的项目较少。behind - the - meter storage is still growing. It is quite heterogous, depending on local markets and countries: as a new market, it is still driven by political aspects and / or subsidies. Overall data avail