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德国2020年可再生能源发电数据一览

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德国2020年可再生能源发电数据一览

 

大家都知道,在2020年底我国进一步明确了“我国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值,力争2060年前实现碳中和的目标”,这使得我国新能源相关的产业发展的预期进一步明确,并引起了一拨关注热潮。

 

实际上,欧洲在环保和新能源利用方面一直走在世界前列,而德国又是其中践行绿电理念最坚决的国家之一。德国的能源转型Energiewende已经执行多年,可再生能源发电占比不断提升。之前刘博曾经给大家报道了德国疫情之下2020年上半年的可再生能源发电占比仍然不断上升,今天就给大家带来2020年全年的数据情况,并带有少量分析和评论。

报告原始文件来自Fraunhofer ISE所,报告名为:Öffentliche Nettostromerzeugung in Deutschland im Jahr 2020

                           





 

德国2020可再生能源发电量不断增长,达246TWh,占比超50%

 

 

下图给出了德国2020用于公开电力供应的净发电量, 可见可再生能源(水-生物质-风-太阳能-核)发电量非常大,加起来已经能够超过右边三项非可再生能源(褐煤,硬煤,天然气)。其中发电最多的是风呢,达到了惊人的131.7TWh。

一点要注意:在我国水力发电占比是很大的,但在德国,可再生能源中风光一直是主角。




下图则是每一种可再生能源发电相对于去年的增减量以及幅度,可以看出,可再生能源除了水&核都在稳步上升,而非可再生能源中煤是在不断下降的,但是为了保证电网灵活性支持可再生能源,天然气增加了6.2TWh,增幅11.7%。


评论:北溪管道还建不默婶,能源安全与独立真的要全系于不靠谱的美国人身上吗?

 



所以,把可再生和非可再生能源拼在一起,看看总体占比分别为何。可见总供应发电量为487.8TWh,其中可再生能源为246TWh,占比50.5%,超过50%。可再生能源中,风最多,133TWh,占总发电的27%,太阳能和生物质则都接近10%。



评论:可再生能源发电占比超50%,数字还是很惊人的

 

 



可再生能源发电:过去十几年中的变化趋势


从本图开始不再标注每一项是什么,用词都一样,大家可以自己回溯前图查看

 

从本图可以看出,在过去20年中德国发电能源来源构成发生了如何的变迁。随着弃核(Atomausstieg)的不断进行,红色核能占比不断降低。而在近年来可再生能源的发展,对于CO2排放要求的不断提升,使得退煤也在切实的发生:黑色&灰色占比不断下降。而占比不断增加的就是黄色的光伏和绿色的风电,从2002年的很小的占比不断扩张到了现在两者累加达三分之一以上。生物质也在不断增加,而水和天然气则占比相对稳定。

 

更直观的,下图专门抽出了可再生能源发电在过去近20年中的变化,可见风光扩张的速度(你明白近来光伏为什么涨的这么猛了吧)

 


 

相对应的,单纯抽出非可再生能源的发电,看在过去20年中的变化趋势,则如下图:明显除了橙色的天然气都在下降。


评论:别浪,好好建北溪……


 

所以使得可再生能源发电占比年年攀升,2020年达到了历史性的超过50%占比,达50.5%。

 

 

 

具体看看2020年每个月乃至每天的风力和光伏的出力情况

 

下图是风能发电,不同的灰色代表的风电的不同种类,不难看出,两头高中间低的趋势比较明显。原因嘛:冬天风大一些:)


 

再看下图:光伏的不同月的发电量,正好趋势与风力反着,天一暖和电量嗖就上来了,冬天没有多少太阳,发电量就少的可怜。


 



所以看看下图:每个月的可再生能源发电VS非可再生。感觉风和光具有一定的季节互补性,所以两者加起来以后反而可再生能源的发电随着月度变化规律显得比较平滑。但是从业的人员肯定知道,风和光出力的规律具体到天和小时是很不一样的,风反调峰的特性要强一些,光伏则常常与我们的作息规律匹配的比较好,所以具体到每一个月和每一天怎么用其它发电、各种辅助服务以及电力市场来平衡电网的运行可不是一件简单的事。


 

 

比如光伏发电的最大时刻:2020年6月1日13:00,光伏出力达到37.25,全系统总发电才不到70GW。


 


再看下图:风力出电最大时刻:2020年2月22日,风电46.88GW,系统总出力70GW+。


 


而“看天吃饭”有时也会遇到风光都扑街的时候,比如这个2020年11月27日的清早7点30分,此时可再生能源发电基本就没了,那就还是老伙伴们上吧。


 

 



可再生能源VS非可再生能源:累计装机与新增装机数据

 

下图就是累计装机数据,可见从装机功率来看,2015年可再生能源就已经达到96.4超过了非可再生能源。但是大家知道可再生能源常常是不能高每年小时数运转的,所以不能完全对应到发电量上去(2020年发电量才超过)。

然后风和光的扩建在过去多年中可以说只能用迅猛来形容,德国人干环保还是比较说到做到的。


所以也很期待现在德国在推的汽车的电动化,力度很大,应该会很有效果,也是巨大的市场增量机会。


 

具体到新增装机量,看看光伏,能看出2010-2012是一个高峰期,之前是稳步增加,之后就有所降低,但还是保持着每年的一定新增(传统能源干脆是在砍)。


 


下图则是岸上风电每年新增加装机:14-17年装的比较多,近两年少了些但是仍然还有。


 


离岸风电则是在10年以后才逐渐有装机量,15年最多,之后几年都有装机。



 

对比一下中国2019的数据


目前2020年的统计数据似乎百度上不好找,然后我们可以拿2019的数据来做一下简单对比。从装机量上来看,可再生能源累加应该有40%+,从发电量上来看,可再生能源占比超过了25%。



然后我重新把德国2020的发电量占比贴一下,大家可以直观的对比一下,还是很有意思的。



 



小结

 

在我国已经承诺了碳达峰,碳中和的愿景的背景下,参考德国的能源结构对于我们当然很有借鉴意义:德国的现在有可能就是我们的将来。然而每个国家国情不同,适应的高可再生能源渗透的路径也不应该完全相同。在中国甚至具体到每一个省每一个片区,考虑到自己的产业结构,资源禀赋,都应该针对性的做自己的计划(比如有的地方光资源好,有的地方风资源好,有的地方有储能资源来灵活消纳可再生能源,有的地方条件适合,全换电动汽车问题也不大),而不是无脑的给所有地区都一刀切“全部铺上光伏”“全部树上风机”“全部换成电动汽车”这样来做指导,肯定要因地制宜的来做工作。

 

不管怎么说,前景远大,挑战也空前,大家应该一起努力,为了中国更好的明天一起奋斗。


来源:弗雷刘
核能汽车电力UG新能源风能管道
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-08-07
最近编辑:3月前
弗雷刘
博士 动力电池 新能源行业科普
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该文给出了三个判据,即:检测速度(Detection Speed)信号清晰度(Signal Clarity)探头可行性(Sensor Feasibility) 然后综合本文已经做了的实验的三种典型代表场景,总结出来了这三种探测信号用于及时探测&提前预警热失控事件的效果: 探头编号 检测速度 信号清晰度探头可行性S1电压差好好S2气体好好差S3烟气差中中S4 蠕变距离差差好S5温度中中中S6压强好差好S7力好差中 检测速度对于我们尽早及时地发现热失控现象具有非常关键的意义。在此大家可以看见,S2气体、S6压强、S7力是检测速度最有优势的三个信号。温度反应相对有些慢,而剩下的信号的响应速度就可以说非常不理想了。 信号清晰度对于我们获得理想的信号、评定这个探头发的信号是不是好用就非常重要。在这里,电压和气体的信号是最清晰的——突变就是它们的特点。烟气和温度一般:虽然明显能看出有信号态和无信号态的区别,中间的过渡太过平缓,因此打分是“中”,而剩下的蠕变、压强和力就比较悲惨了:要么是变半天区别不大,要么就是忽然出现一个尖峰又马上消失,你都说不清楚这会不会可能是噪声或者是什么探头在滥用条件下损坏了。 探头可行性则考虑了探头尺寸,功耗以及综合性能,在这里就更多考虑的是真实的模组、电池包中考虑到工程因素后部署探头的可行性。在这些探头中,S1电压、S4蠕变距离、S6压强是最可行的,分别因为:电压:本来每节电芯就要采集电压。蠕变距离:可以印刷在PCB板上几乎不占空间。压强:电池包内只要空间是互相连通的,压强都是相同而且一旦发生变化都可以以声速瞬间传递过去,那么压强传感器的布置灵活性非常高。 下一档就是S3烟气、S5温度、S7力探头: 烟气:可以通过便宜的元件(电阻、LED、光二极管)集成,但是电池包、模组其它元件造成的反射等很有可能会对信号造成干扰,形成误判信号;而且如果探头距离热失控电芯发生(烟气发生)处比较远,就很有可能使探测信号大大延迟。温度:与烟气相似,如果距离热失控发生处比较远,那等你探测到的时候黄花菜都热了。力:看起来好像不太难,但是传感器置于模组中,随着电芯的逐渐老化膨胀,受力的状态会不断连续改变,这样的话如何实现全生命周期有效的力的信号的识别监控就成了一个问题。 最后最差的是S2气体:非常遗憾,气体前两个指标都很好,但是这里不行。究其原由:该探测气尺寸很大,而且要保持加热状态,非常耗能。 总结&刘博乱弹综上所述,大家可以看到:三大判据结合起来,没有哪个探测信号是可以三项全优的。所以Koch小哥也提出:既然单用一个来做预警信号不行,那还是这些传感器结合起来共同工作,然后用一个算法来产生热失控发生信号,是比较的实际的方案,刘博非常认同这个观点。 实际上在模组、在PACK中当然我们可以使用各种探头,但此时就如同第三判据:探头可行性中说的一样,这时候我们必须综合考虑各种因素:成本、功耗、体积、位置、安装数目等等——必须与我们实际的模组、PACK设计以及电芯本身的理化性质联系起来,这样才能更好的设计出适合我们这款电芯、模组、PACK的热失控触发判定方案。 说的可能有点务虚,但是总之就是一句话,理论这里有了,然后就要结合实际,来寻找解决方案。 致谢感谢徐大哥推荐文章,感谢SaschaKoch小哥的精彩工作来源:弗雷刘

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