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Explainer. How to keep the lights on in an electrified world
常被描述为世界上最大且最复杂的机器，现代电力系统涉及数十或数百台发电机同步旋转，通过数千英里的电缆将电力送入家庭和企业。
n 在这个庞大且不断变化的网络中，电力供需必须始终保持匹配，以免发电机失步并引发广域停电——这一任务在低碳电力时代变得更加复杂。
n 试图转向可再生能源的国家面临着双重挑战：既要纳入间歇性风能和太阳能，又要应对电动汽车和热泵等带来的更大需求。
n 英国电力系统运营商的模型表明，为了应对预期的电力需求上升以及风能和太阳能的间歇性，2024 年至 2050 年间总发电容量可能需要增加 206% 至 245%。
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n 电网上的供需必须精确匹配，以避免停电。n 某些内容未能加载。请检查您的网络连接或浏览器设置。
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n 随着电力来源的这种变化，电网也将承受越来越多的需求，因为政府鼓励人们用电动汽车和热泵取代汽油汽车和燃气锅炉。
n 这种“电气化”转变的理由有两方面：不仅要避免导致气候变化的二氧化碳排放，还要减少化石燃料在燃烧发动机中燃烧时浪费的巨大能源。
n 根据国际能源署（IEA）的数据，电动汽车的效率大约是化石燃料汽车的两到四倍，而热泵的效率大约是燃气锅炉的三到五倍。
n 但这些转变也意味着各国需要制定应对过多或过少阳光或风力的方法，无论是通过储存电力、与其他国家进行交易，还是让消费者在电力最有利于电网时调整用电时间。
n 国际能源署表示：“为安全且具成本效益地整合这一新时代所特有的发电、负荷和储存技术，需要大幅提升电力系统的灵活性。
”n
n 后者的大型、沉重且高速旋转的涡轮机与电网频率同步，并储存动能，可在电网其他地方出现扰动时充当天然缓冲。
n 风能和太阳能农场则依赖逆变器等复杂设备来连接到系统其余部分，这使它们在扰动面前可能更加脆弱。
n 电网可能会采取多种策略来应对这些挑战，例如利用人们的电动汽车电池，或在湖泊甚至压缩空气中储存能源。
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n 八达能源（Octopus Energy）英国最大家庭供应商的灵活性与电气化总监亚历克斯·斯科赫表示，“智能充电”安排——即车主的汽车在电力丰富且便宜时自动充电——正迅速成为主流。
n 他表示：“电气化对消费者的钱包很有好处。
”与此同时，根据 IEA 数据，今年有 22 款电动汽车具备向电网回售电力的能力，其中包括 13 款在欧洲投产的车型。
n 关于“双向充电”前景存在诸多需谨慎的原因，涉及成本、电网容量以及技术标准的协商挑战。
n 但斯科赫认为，到 2030 年，英国有 200 万辆汽车向电网回售电力并非不切实际。
按照每辆车五千瓦的出口率来看，合计相当于几座核电站的输出。
n 斯科赫说：“被持续低估的是消费者采纳的速度和变化的步伐。
”除非你真的在前瞻五步，否则你总会措手不及。
n 电动汽车的智能充电是更广泛的“需求侧灵活性”推动的一部分，英国电力系统运营商希望到 2030 年这一指标相比 2024 年增加约五倍。
这是一项艰巨的任务，需要大幅提高分时电价和智能表的普及率，以鼓励消费者例如在周末洗衣或在回家前刚好关闭热泵。
n 这些目标也可能得到数据中心和工厂等大型用户的帮助，它们可以通过在全国需求最高时段减少从电网取电的方式，来规避获取更大电网连接所面临的漫长等待。
n 康沃尔洞察咨询公司市场灵活性负责人安娜·莫斯表示：“我们确实看到这些工业用户开始将灵活性视为解决该问题的一种方式。
”n 随着中国制造业产出巨大导致锂离子电池成本下降，消费者推动力度加大，电池正以更大规模被制造出来，并且能够放电更长时间。
n 根据国际能源署的数据，电池是增长最快的电力技术；而在今年六月，电池占英国能源监管机构 Ofgem 举办的“长时储存”竞赛中初步选定项目的大部分——这些项目能够以满功率持续供电八小时或更久。
n 英国目前拥有近八吉瓦的电池，其中大部分只能在满功率下放电两小时，但 Aurora Energy Research 预计未来五年内装机电池容量将超过翻倍，且放电时长将增加。
“大型上市投资组合正在升级其持续时间，”Aurora Energy Research 高级研究员维克托·叶普说道。n
n 英国能源监管机构 Ofgem 已初步批准将建成一代以来的首批新水电项目，其中包括苏格兰 SSE 可再生能源公司提出的 Coire Glas 项目，该项目位于洛赫洛奇旁，能够连续 32 小时提供 1.4 吉瓦的电力。
n 该过程简单直接：当电力便宜时，SSE 会将水从低位水库抽送到高位水库，待电价高峰时再放回下去发电。
n 这种“抽水蓄能”项目与间歇性可再生能源配合得很好，SSE 还有选择将其靠近洛赫洛蒙德的 Sloy 水电站升级为同样模式运行。
nElectrification visual explainernOfgem 还支持了由 Storelectrics 在英格兰东北部蒂赛德规划的一个相对较小的工厂。
该工厂将通过压缩空气来储存电力：利用电力压缩空气并将其储存在盐洞中，需要时释放以驱动涡轮机。
与此同时，在曼彻斯特大都会区，Highview Power 正在建设一座电站，该电站将以压缩和冷却液态形式储存空气。
虽然这些过程的效率不如现代锂离子电池，但它们的发展凸显了人们对长时储存电力的浓厚兴趣。
nOfgem 现已启动面向“超长时储存”项目的竞赛，要求能够连续供电 100 小时或更久。这可能会考虑通过电解利用风力或阳光时段的多余电力制造氢气，然后将其深埋地下的可行性。然而，由于制造氢气的高成本以及将其用于电力存储时的低效率，大规模实施仍存疑问。
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n 由于邻国的天气和日照时长往往相差无几，这种方式存在局限。
这一问题早在夏季就已显现：当时国家电力系统运营商（NESO）在六月某夜风力低且气温高时，被迫突然切断对荷兰的电力出口；随后在七月类似条件下，NESO 反复告知交易者不要在某些电缆上预订交易。
n 但这些电缆仍然为英国向新电力系统过渡提供关键灵活性。2025 年，净进口量达到 29.7 太瓦时，相当于总电力需求的略超过 9%；
而 NESO 表示，英国应在 2030 年成为净出口国。n 根据 NESO 的模型，所需的巨额发电量增加中，大约三分之一将需要是储能或“可调度”资源——即能够根据需求快速增减输出，以在天气变化时平衡风能和太阳能的波动。
n 对新基础设施的巨大需求正值高电费和主要电缆项目延迟之际。SSE 监管与政策总经理山姆·皮科克表示：“进展良好，但挑战的规模不应被低估。
”n“英国正在快速增加可再生能源发电，且储能、电网和系统灵活性的投资需要与之同步增长。
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文章解释了在电气化世界中保持电网稳定的挑战，包括可再生能源的间歇性、电动汽车和热泵带来的需求增长，以及需要通过储能、需求侧灵活性和跨国互联来平衡供需。
现代电力系统需要将发电和用电实时匹配，以防止机组失步导致大面积停电。随着风能和太阳能等间歇性可再生能源的比例上升，以及电动汽车和热泵带来的用电需求增长，供需平衡变得更加复杂。英国电力系统运营商的模型表明，为了应对预期的需求增加和可再生能源的波动，2024 年至 2050 年间总发电容量可能需要提高 206% 至 245%。n 为了提高灵活性，英国正在推动需求侧措施，如智能充电和双向充电的电动汽车，鼓励用户在电力丰富且便宜时充电，在需要时将电力卖回电网。同时，分时电价和智能表的普及以及工业用户在高峰时段降低用电量也被视为重要手段。预计到 2030 年，需求侧灵活性将比 2024 水平增长约五倍。n 储能方面，锂离子电池是增长最快的技术，英国目前约有 8 吉瓦的电池，预计未来五年容量将翻倍且放电时长增加。此外，英国还在发展抽水蓄能（如 SSE 的 Coire Glas 项目可提供 1.4 吉瓦持续 32 小时）、压缩空气和液态空气储能，并探索利用氢气进行超长时长储能的可行性。n 跨国互连线为英国提供了进出口电池的灵活性，2025 年净进口量为 29.7 太瓦时，相当于总需求的 9% 以上，且国家电力系统运营商预计英国将在 2030 年成为净出口国。为了实现所需的发电容量增加，约三分之一的新增容量需要是储能或可调节资源，以在风光变化时快速平衡。基础设施建设仍面临高成本和项目延迟的挑战。
The article explains how keeping the lights on in an electrified world requires balancing supply and demand amid rising renewable generation and increased electricity demand from EVs and heat pumps, necessitating grid flexibility through storage, demand‑side measures, and cross‑b
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