能源过渡：挪威水电作为欧洲电网稳定性的锚点

水力发电而不是抽水：挪威如何稳定欧洲的电网

欧洲的能源过渡面临重大挑战，但自然资源可能会为其成功发挥关键作用：挪威水电。弗劳恩霍夫能源管理与能源系统技术研究所研究了这种自然能源如何显着促进欧洲电网，同时又大大减少了对昂贵的新抽水记忆的需求。

挪威在欧洲的独特能源地位

挪威在欧洲能源环境中占据了非凡的地位。斯堪的纳维亚国家拥有大约90％的电力电力，在整个欧洲都独特地位于欧洲。这个令人印象深刻的数字基于该国独特的地理位置，其深层峡湾，陡峭的山脉和无尽的水资源。全国各地分布着1,600多个水电厂，该植物的385,000平方公里仅比德国大一点。

挪威水电生产在2024年以157.2 Terawatt小时实现了历史记录价值。尽管这两个国家在空间方面都是可比的，但该金额超过了德国水力发电的产量八倍。使这些数字特别值得注意的是，挪威不仅涵盖了您自己的需求，而且还产生了相当大的出口盈余。该国已经在大约14吨的电力中出口，因此是欧洲最大的电力出口商。

挪威水电系统在1000多个水库中具有令人印象深刻的存储容量，该水库可存储多达70％的年度功耗。这些天然商店提供了灵活性，世界其他地区都在拼命搜索，而它在挪威已有数十年。

欧洲能源过渡的挑战

为了到2050年达到气候中立性的目标，欧洲风力和光伏的扩张率如今必须增加四到五倍。但是，这种巨大的变化面临着根本的挑战。风和太阳产生的电力取决于天气，而不是根据需要。这种波动性需要灵活的解决方案，这些解决方案可以快速对供应和需求之间的波动做出反应。

目前，可再生能源的不可预测性导致了昂贵的问题。在德国，由于网络超负荷的成本约为2017年的6.1亿欧元，因此必须关闭的风力涡轮机的赔偿。这种情况表明了欧洲能源系统中灵活的记忆和补偿机制的迫切需求。

到2050年，欧洲的风能和太阳能的安装性能可能会超过三倍，并增长到1,800多吉瓦。但是，必须通过适当的灵活性机制来补充这种巨大的能力，以确保稳定和可靠的能源系统。

Hydroconnect：能源未来的科学基础

国际研究项目Hyleconnect，其中挪威科学技术大学和特伦托大学的Sintef能源研究已系统地研究了挪威水电如何为欧洲的气候中立贡献。研究人员使用了一个全面的数据库，分析了2030年和2050年的15种不同方案，其中包含超过850个水力发电系统和3,600多个单独的储层。

结果令人印象深刻：挪威水电通过11吉瓦人的扩展，相应的互连电器的相应扩展可以减少70吉瓦的光伏，电解和电池存储的额外容量。这些数字证明了巨大的全身增加价值，灵活的水电厂及其与欧洲相邻系统的联系。

该项目使用了复杂的建模工具，特别是能源系统模型范围方案开发来分析各种未来方案。不仅考虑了技术方面，还系统地评估了温室气体排放，电价和对挪威水域的环境影响。

抽水记忆：欧洲低估的潜力

尽管注意力通常集中在新技术上，但在欧洲，泵储存发电厂的形式具有巨大的未使用潜力。一项欧洲研究发现，在欧盟15个国家以及挪威和瑞士的抽水储存发电厂的可能地点，在可能的位置发现了2,291吉瓦的潜力。最大的潜力是挪威南部的1,242吉瓦小时，这是整体潜力的54％。

该容量是欧洲当前的泵存储容量的七倍，足以为马耳他提供全年的电力。为了使用锂离子电池实现相同的储能容量，需要使用普通电动汽车的9500万电池。

抽水储存的发电厂目前正在经济上不考虑经济上的卷土重来。但是，由于它们在能量过渡中变得越来越重要，因此这种变化迅速。该技术简单但有效：多余的电力将水泵泵入更高的储物湖中，如有必要，它将通过涡轮机回流并发电。

例如，在奥地利，能源供应商网络将超过2亿欧元用于其在卡林西亚阿尔卑斯山的泵储存发电厂的现代化。现在，该系统的涡轮输出为1.5吉瓦，可以暂时存储数百个风力涡轮机的电力盈余。

互连器：欧洲的权力桥梁

使用挪威水力发电的关键在于被称为SO的互连器 - 连接国家电力网格的强大潜艇。这些“电力桥”不仅使国家网络更安全，而且在欧洲的电力方面也便宜。

最突出的例子是Nordlink，它自2021年4月以来一直直接连接德国和挪威。623千克海底电缆最多可传输高达1,400兆瓦，因此提供了超过360万德国家庭用电。挪威和德国合作伙伴之间的投资成本约为200亿欧元。

功能原理是优雅的：当德国北海海岸有羊毛，而风力涡轮机静止不动时，挪威的水力发电厂介入了。但是，如果德国产生了太多的风能，它会流向挪威，以便那里的水电厂可以暂时关闭。挪威峡湾充当“虚拟记忆”。

挪威已经通过多个互连器连接到欧洲电网：与荷兰通过Norned（自2008年以来）与荷兰进行了连接，与丹麦通过多个连接，并通过新电缆与英国与英国。这种网络使得可以最佳地使用灵活的挪威水电以弥补其他国家 /地区的风和太阳能的波动。

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灵活性作为能量过渡的核心

水力发电是最灵活的可再生能源来源。与存储相反，电池存储只能在短时间内节省能源，水力发电厂为从毫秒到整个季节的广泛时间提供了灵活性。该属性使其成为网络稳定性必不可少的构件。

挪威水电可以在几分钟之内对需求的波动做出反应。如果欧洲几乎没有风和阳光，它可以在很大程度上出口电力，反之亦然，当供应过度时。这种能力使挪威成为气候中立，网络上的欧洲能源市场的中心参与者。

水力发电的灵活性远远超出了纯发电。水力发电厂可以提供各种系统服务，包括用于饲养频率的控制能力，饲养电压和盲目性能补偿。这些服务对于稳定的网络操作至关重要，尤其是随着挥发性可再生能源比例的增加。

经济和政治方面

但是，挪威水电融入欧洲电力市场的融合也带来了挑战。挪威人口的电价上涨，而大量电力出口。这种情况导致了政治紧张局势，甚至导致了挪威政府的破坏。

欧盟关键中心政党和其他政党批评挪威家庭必须支付更高的电价，因为水电保护区出售在国外。欧盟要求限制了挪威对这些储备的控制。挪威财政部长甚至将欧盟能源政策归咎于政府崩溃。

尽管存在这些政治挑战，但整合的经济优势仍然很大。 11吉瓦的水力发电和新互连器的扩展会降低系统成本，类似于电力价格并降低了低风能和太阳能的价格峰值。分析表明，更多的风能增加了挪威电力出口，并有助于稳定欧洲系统。

虚拟电源存储和分散解决方案

除了大型水力发电厂外，虚拟电源存储还具有重要意义。这些网络成千上万的小型存储单元成一个大型智能系统。例如，在德国，Sonnen公司已经将25,000台电池连接到了具有250兆瓦容量的虚拟发电厂。

这些分散的解决方案完美地补充了大型水力发电厂。尽管挪威具有长期稳定性，但虚拟发电厂可以快速对本地波动做出反应并减轻分销网络。挪威中央水电和分散储存解决方案的结合创造了强大而柔性的能源系统。

环境影响和可持续性

欧洲的水力发电在可持续能源系统中起关键作用。它以低成本提供大量低碳电力，并限制了气候中性能源系统发展的社会支出。欧盟委员会已明确确认水力发电对欧洲绿色协议的重要性，并意识到它是必不可少的，是可再生能源的灵活，可控制的来源。

防水储层除了发电外提供了其他优势：它们为防洪，灌溉，供水和放松提供了水的可用性。这种多功能性使水力发电成为气候变化时期特别有价值的资源。

Hydroconnect项目还研究了对挪威水库和河流系统的环境影响。跨学科项目结合了气象，能量分析和环境研究，以将天气数据，发电和生态因素（例如水库中的冰撕裂形成）联系起来。

欧洲的水电：潜在的47％仍未使用

欧洲水电的观点是有希望的。尚未开发的欧洲的经济水电潜力是技术上可用潜力的47％。特别是在阿尔卑斯山，斯堪的纳维亚半岛和比利牛斯山脉中，仍然存在相当大的未使用可能性。

现有水电厂的现代化被认为是增加电力生产并同时最大程度地减少环境污染的最有效机会之一。诸如速度控制的机器速率之类的新技术使水力发电厂更加灵活和高效。

欧洲也是创新水电概念的领先地位。诸如Alpheus之类的项目开发了使用海水作为能量商店的圆形海上水坝。将来，这些可能会产生与数千个电池相对应的其他存储能力。

网络的数字化和自动化将提供分散的水电厂，以提高灵活性，尤其是在分销网络水平上。同时，智能的鱼类促进辅助工具，例如Hydroconnect水力发带，将确保水力发电还满足生态要求。

系统的重要性对气候中立性

将来，挪威水电将继续成为欧洲气候中性能源系统的核心组成部分。氢化项目的分析清楚地表明了系统的增加价值柔性水电厂及其与欧洲相邻系统的联系。

不必要的新技术的扩展实际上可以使其他技术的多重性能扩展。这一发现对于能源政策是基本的：欧洲不仅要依靠新技术，还应最佳地使用现有的自然存储能力并智能地网络。

挪威水电，现代化的抽水记忆和智能互连器的结合创造了一个既稳定又负担得起的能源系统。这种基础设施构成了成功整合欧洲大规模增长的风能和太阳能的主链。

有了一些有针对性的投资在网络和现代化现有的水电能力上，欧洲可以朝着气候中立迈出至关重要的一步，而无需危害供应或负担能力的安全性。挪威水电被证明是欧洲迫切需要的能源过渡所需的自然稳定性锚。

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