澳大利亚在冬季如何管理季节性储能需求？

如今的社会正在朝着一个高度依赖各种可再生能源的电气化世界迈进，但也面临着电动汽车充电、生活方式改变以及气候变化等复杂因素。

这引发了许多问题，包括如何提供具有成本效益、可靠、零排放的电力，以及如何利用管理用于发电、供暖、烹饪的天然气。人们也存在对澳大利亚在冬季天然气潜在短缺的担忧。

Neoen公司计划在澳大利亚Riverina地区部署电池储能系统的渲染图  

大多数研究报告都指出，澳大利亚峰值电力需求和冬季电力需求都将显著增长。电力供应将变得越来越不稳定，而在冬季最需要的太阳能发电量也低于其他季节。通常的做法是采用更多的可再生能源发电设施、短时储能和长时储能以及需求响应设施。但这是一种有效的措施吗？

澳大利亚冬季的电力和天然气需求很高，并且遇到了供应紧缺问题  

上图是按发电类型划分的澳大利亚国家电力市场（NEM）每周的能耗，显示澳大利亚冬季太阳能发电量较低，而天然气发电和燃煤发电量显著增加。如果短期管理和储能系统应对需求高峰，每周需求是一个有用的指标。除昆士兰州外，澳大利亚其他州的冬季每周电力需求都高于夏季。  

如果重新定义挑战并应用更多策略，未来可能会大不相同。冬季多日峰值电力需求问题的潜在驱动因素是寒冷或多云的天气以及时间较短的白天。本文将介绍解决这些问题的一些方法。  

如果假设未来的短期电力需求将由电池储能系统（包括电动汽车）、需求管理和目标能源效率来管理，那么至少可以满足几天的峰值电力需求。只要在这几天所需的总电量是可用的，电池储能系统和智能设备就可以短期供应并满足峰值电力需求。

在讨论需求侧选项之前，可以考虑存储足够的电力以度过寒冷的冬季。显而易见的答案是使用抽水蓄能发电设施、氢能设施和生物质能等长时储能技术。但是，如果打破常规思考，也许还有其他选择。  

澳大利亚拥有大量的水电量。例如，维多利亚州在当地拥有500MW以上的水电设施，并且可以从Basslink水电设施及其在Snowy水电设施获得近2GW的电力。因此，为冬季水电运行蓄水的措施可以提供帮助。这可能涉及什么？  

太阳能发电设施与短时储能系统和能效设施相结合，可以在大坝中蓄存更多的水在冬季供应电力。这不会面临抽水蓄能的往返损失。许多水坝还可以提供灌溉用水，因此需要平衡灌溉用水和冬季用电的时间和数量，这种做法可能具有挑战性，但值得探索。  

生物质能源能够以固体、液体或气体的形式储存供冬季使用，并且能够以这些形式用于提供电力和热量，以减少冬季的电力消耗，并用于发电。

在需求方面，节能建筑、高效供暖设备和照明设施可以减少冬季消耗和相关需求高峰。在寒冷的日子里，更加节能的六星级住宅需要的热量约为二星级住宅的三分之一。

即使在温暖的气候下，电暖器的使用量也可能很高，因为建筑物的热性能通常很差，而且许多家庭依赖于电暖器。然而，许多人的家中都有空调，但没有意识到空调可以提供高效、低成本的供暖。而许多现有的供暖系统效率非常低：针对冬季天然气和电力消费者的计划可能会有所帮助。

维多利亚州的每日天然气需求。冬季高峰是由建筑供暖驱动的。蓝色部分显示天然气发电。使用天然气的电力运行效率低下的电力加热设施，每单位热量所消耗天然气是直接使用天然气加热的两倍。

此外，提高其他电器和设备的效率（尤其是热水器），不仅可以节省电力，而且您使用分布式电池储能系统和智能需求管理来改变供应和使用时间的时候，它几乎与减少峰值需求一样有用，也可以减少全年的消费和需求高峰。  

例如，澳大利亚国家电力市场（NEM）用于热水的冬季每周耗电量约为180GWh（约占总耗电量的5%），其中约四分之三可通过采用热泵节省电力。与大多数太阳能集热装置相比，热泵热水器在冬季使用的电力更少，尤其是在电力需求可能很高的寒冷多云条件下，尽管它们在夏季使用更多电力：但那时太阳能的发电量充足。