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第一部分中考虑了可再生能源（RES）的那些问题，直到最近才将其视为严重的障碍，但后来被消除或削弱了，现在我们讨论了与今天有关的可再生能源问题。
浮动中国太阳能电站U：可再生能源发电的基本可变性和不可控性将其在能源系统中的份额限制在10％至20％，此后便开始发生事故和停电。答：最初，所有大型电网都具有微调生产和需求的能力-在几分钟之内达到5-10％的比例，在一天之内达到30-70％的比例。 此过程的自动化使您可以轻松地将一小部分可再生能源发电嵌入网络中，例如，年产量的10％集中在集中资源中，或者20％分布在整个网络中。
随着变量RES的渗透率进一步提高，由于受控发电机的补偿能力被耗尽，问题开始增加。
德国可再生能源发电所占比例（按年份）。 这里大约有6-7个百分点是水力发电，还有5％是火力生物质发电厂。但是，直到可变化的可再生能源普及率达到年消费总量的25-30％，才有足够的技术解决方案：在调度控制中（实施RES发电）实施天气预报系统，对火电厂进行现代化改造以提高容量变化率，增加新的电力线，变电站以增加潮流的机会。
因此，在德国，随着可变可再生能源份额从2010年到2015年从8％增加到20％，每个用户的平均停电几乎没有变化-从每年11.5分钟增加到12.2分钟（即百分之二十分之一的时间） 。 但是，这种稳定性的代价已大大增加，我们将在相应的章节中进行讨论。
我们可以谈谈此事的技术方面。 传统上，干线的平衡基于两点-网络中所有发电机的同步旋转，这为负载的快速变化和功率的主动调节引入了适度的惯性和不敏感性，这使我们能够克服缓慢的大规模负载变化（例如，昼夜）。
RES的产生（例如太阳能）没有惯性，但是能够合成电网所需的频率，源电阻（即供应的电流）和电抗特性。 此外，现代风力发电机可以利用风力涡轮机转子的惯性来合成必要的网络惯性，尽管到目前为止该技术尚未广泛使用。
RES网络与永久的通信渠道以及调度程序控制软件一起，理论上可以支持电力网络的平稳运行，尽管由于这种现象的新颖性和现象的复杂性，仍然存在问题（例如，2017年2月在澳大利亚发生
的大规模衰落是由于违反网络，风力发电和热容量的正确相互作用）
可以谨慎地说，尽管RES的实施速度不是很高，但取决于将国家能源系统转换为RES的成本，技术问题微不足道-网络经济和调度有时间适应现有情况。
U：为了平衡可再生能源的可变性，需要大量的储能-比如今的年产量高数百倍。 因此，平衡是不可能的。答：积累是应对变异性的最简单的逻辑方法-我们在天气过剩时积累能量，在缺乏时花钱。 对于阳光充足的地方（面板一次电的LCOE较低的地方），日积聚的电荷逐渐离开现场的实验室-出现第一个项目（例如，已经有几十个这样的项目），面板功率为数十兆瓦，电池容量为数十兆瓦和数百兆瓦*小时-在最简单的“总是晴朗的天气”情况下，这足以为客户全天候提供SB安装容量的25-30％的容量。
如果我们试图为“一个美丽的夏日晴天”延长持续供电，问题就开始了。
SB模块的理论输出在一年中（一年中的天，沿着下轴）的变化取决于安装的纬度。的确，即使乍一看年度可再生能源发电时间表，对于德国的太阳能发电厂来说，其季节性也很明显，例如，夏季高峰和冬季最低值之间相差30倍！ 这意味着您需要建立大量的可再生能源（7倍，也许是10倍），或者能够在冬季存储夏季能源。
2017年德国每周可再生能源生产时间表。 最差的一周（51）和最差的一周（22）之间的太阳差达到53倍。在季节性存储方案中，从中等纬度国家的模型获得的电池尺寸占年能源消耗的百分之几，占60％至85％地区可再生能源发电的份额。 例如，尽管今天全球锂离子电池的产量约为每年0.25 TW * h，但德国的百分比为10..15 TWh * h。 即使是美国和中国的庞大数字，我们也可以谈论50 ... 200 TW * h。 此外，这些数字针对一定的可变性进行了优化，因为 例如，在德国，风和阳光的季节性的反相关性（在上图可见）在减小累积量方面发挥了作用。
另一方面，这些数字从根本上没有什么不可能的-地球上有足够的锂来建造如此数量的巨型电池，人类也知道如何建造工厂。 此类决定的代价提出了问题，但下文将进一步讨论。
在抽水蓄能电站（PSPPs）中可能蓄电的情况要好一些-在这里您可以
找到许多天然的和人工的地层 ，可以储存必要的电量，但是这样的地方分布在地球上非常不均匀，而且如果美国这样的大国可能会应付由于存在堆积问题，而又没有将锂离子电池的产量提高1000倍，因此在欧洲无法生产这样的PSP。
智利正在积极开发太阳能存储项目最后，对于太阳能发电厂，还有一种带有蓄热器的太阳能热电厂变体-该技术正在发展，并承诺以可承受的价格提供全天候用电，但今天其前景尚不完全清楚。 如果随着可再生能源份额的增长，能源积累的问题变得更加尖锐，那么有可能在
SES蓄热器的帮助下精确解决其中的一些问题。
到目前为止，他们正在尝试以折衷的方式解决平衡问题-通过扩大其他类型发电机的补偿能力，建造特殊的“峰值”天然气发电厂，建造本地电池以及对“ 24小时可再生能源”的需求-所有这些活动在一定程度上增加了非受控发电的允许份额。电气系统。
显然，将来，储能项目的数量会增加，但是由于当前的实施规模和理论需求之间的巨大差距，某种形式的系统性和系统重要性会花费很长时间。
U：没有人考虑到平衡电力系统中RES可变性的实际成本。 当这一成本上升时，引入可再生能源的计划将会崩溃。答：我已经在上面提到过，最多占可变的可再生能源份额的10-20％，成本由能源网络的嵌入式补偿机制承担，因此它们是无形的。 但是，当超出此限制时，它们开始增长。
可以通过传统方法来增加替代能源的允许份额-通过引入对未来数小时和数天的可再生能源发电的预测，增强受控发电（热电厂，核电厂和水力发电厂）的机动性，增加网络连接数量，控制（如果可能）电力需求。 根据这项研究（M.Joosa，I.Staffellb，2018），这些解决方案的成本相当可观-德国和英国的网络成本增加了+ 60％，可变RES的份额分别从8％增长到20％和从3％到14％。 在此必须理解，成本函数是极端非线性的-大部分成本有时是在电网的补偿能力达到极限时发生的。 这样的照片很好地说明了这一刻
在这里，德国电网运营商用于平衡多风的成本以欧元表示。 2012年，他们在50 TWh时花费了2亿欧元（每MWh 4欧元-占风的LCOE的百分比），而在2015年，这笔交易以异常高的价格花费了80 TW * h，t时为11亿欧元。 e。 每兆瓦时13.75欧元-2015年德国LCOE风的20％以上。
这种情况可以说明如下：随着可再生能源份额的增加，系统成本增加；如果可再生能源的LCOE随着数量的增加而降低，则系统LCOE首先下降，并且从一定份额开始被增长所取代，并且这种增长加速了
随着可再生能源份额的增加，系统LCOE的加速增长可以用相当明显的细节来解释（系统不接受大量可再生能源，因为不必要的是，传统发电的KIUM正在下降，需要建立越来越多的网络等），但是总的来说这可以解释以一种更一般的方式：对于可再生能源而言，旧的能源系统结构正变得越来越不理想，因此有必要构建一种针对大量可再生能源而优化的新能源系统。 由于建筑非常昂贵（我们可以谈论该国的几个年度GDP），因此应该延长数十年。 在这几十年中，电力系统将以非最佳模式运行，即 中期系统的LCOE将高于长期系统。 对于可再生能源爱好者来说，这是个好消息和坏消息-一方面，隧道尽头可见光亮（技术的发展有助于降低成本），另一方面，可悲的数十年高昂的成本将等待可再生能源的使用，这并不是所有国家都能承受的。
成本可以从上面进行估算-例如，10 TWh的锂离子电池将花费（略有希望的成本）一万亿美元，在欧洲建设200 GW规模的洲际电力线-另一万亿美元，建造一瓦的风力涡轮机-另一两万亿美元，以及等
因此，得出以下等级：当今几乎所有国家都负担得起10％至20％的可再生能源发电，而南部和富裕或位于独特地方的国家可以以与传统发电相同甚至更低的成本承受更多的电力。
如果可以退回拥有40-50％的主要水力或地热能发电的国家，则富裕或地理位置优越的国家可以负担得起-这些国家包括德国，丹麦（已经有近50％），英国，加利福尼亚（考虑将其视为一个单独的国家） ，德克萨斯州以及沙特阿拉伯，阿联酋，科威特和其他洪水君主制国家。
这些国家中可再生能源份额的进一步增加将需要对电网进行根本性的调整，并且将持续很长时间，这超出了可靠惯性预测的范围。
W：好的，一切都令人困惑，但是可再生能源的前景如何？ 他们会否击败其他所有来源？答：这个问题需要我没有的关于未来的知识。 但是，如果您查看各个办公室的预测，您会发现乐观主义者（彭博社NEF）认为，到2050年，可变RES的份额将达到电力的48％（初级能源约为24％）和悲观主义者（英国石油），约为30％ ％（15％），如今在电力生产中所占的份额约为10％，在一次能源生产中所占的份额约为4.5％。
彭博社的预测与电力生产有关（占一次能源消费总量的40-50％，该比例将增加）
BP的预测涵盖了一次能源消耗，因此这里的可再生能源份额看起来更小，分为几种情况。我认为，这些惯性，折衷的预测可以放心地丢掉-无论如何，今天和2050年之间划出的那条平滑线。 可再生能源的发展将由许多因素决定-是否将有便宜的新电池（每千瓦时价格为50美元*小时的电池，在世界上大多数国家中，太阳的全天候日价格将等于天然气/煤），“碳氢化合物的终结”或诸如页岩的新事物/深海石油或全球变暖将变得太明显而无法制止。另一方面，“绿色”话题的流行度下降，选民因“能源转向”成本，经济损失而感到疲倦 困难，能源消耗停滞。
BNEF电池的另一种预测是到2050年将安装1291 GW（* h？）电池，其中40％在装有SB的本地安装，每千瓦*小时70美元的电池模块（今天这个价格约为200美元）。最后，历史知道许多对能源的不合理预测，例如，对60年代核能发展的预测与现实相差十倍左右，或者对15年前西班牙到2020年可再生能源发展的预测增加了一倍。
唯一可以预见的是，尽管彭博NEF的RES + Hydro预测产量占总发电量的64％（约占一次发电量的30-32％，但直到2050年，世界上
绝对不会出现 RES主导地位的
情况）煤炭，天然气和石油占据相等的份额）。 只有到21世纪末，惯性预测才能向可再生能源几乎完全过渡，但是绝对不可能预测这种情况的发生。
U：那技术突破，新的太阳能电池板或超级蓄能器呢？前景如何？ 也许地平线上有东西？答：在过去10到15年中，在可再生能源和储能领域的创新中投入了大量的财力和人力资源。 但是，在这个大领域中，科学团体之间的竞争极为激烈。 团体被迫公开他们的发现，因此每周您都可以听到有关电池领域的另一项突破或更少的突破-可再生能源领域。
锂离子电池的发展可以通过单位能耗（W * h /千克）的增加来说明。 尽管这些点被指数覆盖，但预测矩形很可能表明到2030年将持续增长（1.66倍）。 尽管单位能耗与成本没有直接关系，但会影响成本-每千瓦时更少的材料-价格更低。但是，无偏见的统计数据表明，在2015年达到顶峰之后，该领域的专利数量正在减少。 如今，多晶硅SB在市场上的主导地位（而10-5年前4-5种不同的技术占有相同的份额）以及2-3种非常相似的结构类型的风车表明，可再生能源的技术整合已经完成。 反过来，这意味着在实验室中没有找到可以从当前水平突破的选择，并且主要制造商已经从搜索研究转向优化，在这方面很难获得新专利。
另一个因素在这里发挥作用。 多年来，例如太阳能的价格一直由半导体面板的价格决定。 但是，在经济繁荣时期，这一成本下降得如此之多，以至于“半导体部分”的份额下降到不到SES总成本的50％。 价格的进一步下降已经失去了以前的优势，并且对LCOE并没有产生这样的影响，这意味着市场需求不大。
该图表中的2018年预测尚未合理，价格已冻结在16-17的水平，这也可以视为技术发展的重要时刻这是否意味着现在我们正在等待枯燥的发展，将十年内效率提高10％视为超酷的结果？ 这种情况是可能的。 但是，与民用航空不同，某些新技术仍有可能“射击”。 例如，对于LCOE而言，将面板价格降低10倍似乎没有意义？ 但是，这意味着大大简化了积累和平衡问题-现在，您只需花同样的钱，就可以安装大量的面板，这些面板在夏天根本无法工作，而在冬天则可以提供足够的电量。
未来是未知的，但是固态物理学/工程学仍然经常出现令人惊讶的事情，因此现在放弃这个选择还为时过早。 唯一可以说的是，即使发生了这样的革命，它也将在10年之内影响全球引入可再生能源的轨迹，并将在15至20年内完全完成所有预测。
如果我们采用电池技术，则相反，这里的平衡偏向于革命性变化的可能性，因为现在有很多有希望的发展领域，而且锂的理论能力与现实之间差距很大。
在可预见的将来，电池特性的相当好的特定提高是很有可能的。降低千瓦小时的成本也是可能的，这将大大扩展可再生能源的竞争力。综上所述，我们可以说，可再生能源发电将在未来几十年内以更快或更慢的速度继续发展，并且这种类型的发电将每年变得越来越有竞争力和竞争性。同时，由于可再生能源的技术和经济发展放缓，预计在未来十年内装机容量的指数增长将呈线性增长，因此基于参展商推断的本世纪中叶的预测很可能会失败。