為了實現氣候目標,為什麼需要更大、更好的電網?- 彭博社
Lars Paulsson, Naureen S Malik
可再生能源的供應隨着風力和陽光的可用性而升降。
攝影師:Mauricio Palos/Bloomberg在美國、中國和歐洲,風能和太陽能裝機容量正以前所未有的速度宣佈。但許多項目都陷入了被稱為電網瓶頸的困境。實現淨零氣候目標將需要使電網比現在更大更具彈性,但繁文縟節和地方反對正在阻礙或減緩數千個擴大綠色能源和電網容量的提案。
1. 為什麼電網如此重要?
從化石燃料轉向可再生能源將需要對構成電網的發電廠、輸電線路和變電站等互聯網絡進行巨大改變。首先,隨着仍然依賴石油、天然氣和煤炭的經濟部門(如交通、家庭供暖和鍊鋼)轉向電力,全球發電容量將需要從2022年的8.5太瓦增長到2050年的39.7太瓦,根據彭博新能源數據。在同一時期,來自風能和太陽能的能源比例預計將增加五倍以上,達到70%以上,這意味着電網不僅需要變得更大,還需要重新調整以儲存和處理隨風力和陽光可用性升降的能源。
2. 需要做什麼?
BNEF估計,全球為實現淨零需求而進行調整和擴展電網的成本約為21.4萬億美元。這將涉及將現有的電力線路數量增加到152百萬公里(9400萬英里)以上,超過足以從地球延伸到太陽的距離。這將包括擴建高壓線路,以便從陽光充足和風力強勁的地區輸送過剩電力以滿足其他地方的需求。目前,缺乏長距離輸電意味着許多最近安裝的可再生能源容量正在浪費:在加利福尼亞和中國,電力公司不得不轉移可能在太陽能發電高峯期間破壞電網的電力過剩。這種增長水平將需要比礦業目前能夠供應的更多銅。還有成本問題:在加利福尼亞,到2045年擴建電網的支出估計為3700億美元。在英國,到2050年改善陸上電網的成本可能高達2400億英鎊(2930億美元),而國際能源署表示,要實現氣候目標,到2030年需要將電網改善支出幾乎翻倍。但金錢和供應都不是電網發展面臨的最大障礙。
3. 那是什麼?
這被稱為互聯互通——批准向電網添加新電力的過程。在全球範圍內,可再生能源項目被困在不適合當前迅速增長需求的官僚體系中。通常在州或地區級別工作的電力公司和電網運營商需要進行詳細的技術研究,以確保電網的穩定性。這些研究可能需要數年時間,而任何必要的電網改進成本通常由新能源開發者承擔。根據聯邦估計,截至2023年8月,美國境內有超過1700吉瓦的風能和太陽能項目被困在互聯互通隊列中。問題正在惡化:美國的互聯互通等待時間在2008年至2022年間增加了一倍以上。到2023年中期,英國的新風電項目面臨着長達15年的等待時間。
4. 還有什麼阻礙?
當地的反對往往阻礙或延緩了電網改進,許多環保人士認為這在迫切需要快速應對氣候行動的情況下已不再合適。在美國,缺乏一個聯邦機構來批准新的長距離輸電線路,使得難以規劃以可再生能源為主導的未來。多年來,一家家庭設法阻撓了一項價值30億美元的輸電線路項目,旨在將懷俄明的風電輸送到加利福尼亞南部。2021年,緬因州的選民否決了一條輸電線路,該線路本應向新英格蘭供應來自魁北克的水電。在德國,連接該國工業核心地區與其多風的北部海岸上的風電場的三條“電力高速公路”的計劃也因當地反對以及決定將部分輸電線路埋地而被推遲,這比架設地面線路的過程要慢。
5. 所有這些的影響是什麼?
這推高了可再生能源的價格,因為投資者評估了延誤的成本,許多項目因此被擱置。根據一項統計,2000年至2017年間尋求與電網連接的美國太陽能項目中,僅有14%在2022年仍在運營。在一些地方,電網成本可能抵消了風電項目本來對天然氣具有的經濟優勢。
6. 正在採取什麼行動?
在美國,喬·拜登總統的通脹削減法案和2021年的兩黨基礎設施法案中包含了約290億美元用於電網改進,其中包括於10月獲得的35億美元,用於提高抵禦極端天氣的韌性。聯邦能源監管委員會(FERC)於8月批准了一攬子規則變更,旨在加快互聯批准的速度。以“許可改革”為名的變革得到了共和黨人和一些民主黨人的支持,但只有很少一部分旨在加快項目批准的提案進入了2022年中期通過的立法。歐洲公用事業公司也呼籲進行類似的變革。歐洲委員會已制定了一項計劃,到2030年將投入5840億歐元用於擴大和“數字化”電網,以改善國家系統之間的連接。中國於2023年開始建設兩條超高壓輸電線路,將從西部沙漠的“超級基地”輸送電力,另外還有五條線路可能在2025年前動工,根據BNEF的説法。安裝更多的儲能容量可以幫助管理可再生能源發電的高峯和低谷,但大規模的電池項目在許多國家面臨着自己的一系列延誤。
參考書架
- 關於如何使鍊鋼更環保的QuickTake解釋,為什麼更大的電池對綠色能源未來至關重要,以及銅短缺可能會減緩能源轉型的速度。
- BNEF專家討論世界電網的未來。
- 德國為投資者提供更高回報,以資助清潔能源基礎設施的大規模擴張。
- 斯德哥爾摩已經找到自己的解決方案來解決綠色電網的挑戰。