全球电网需如何改造,以应对气候变化加剧与清洁能源的爆发式增长?

电力新视野 2023-10-27
3094 字丨阅读本文需 8 分钟

随着人口增长加速,以及各大经济体越来越依赖清洁能源为家庭供暖、维持工厂运转并为汽车提供动力,世界需要大幅加强电力生产、传输和储存。这也日益成为一个备受各国政府关注的政治问题。

尽管各国已经在清洁能源领域投入大量关注和资金,但目前尚不清楚电网是否有足够的容纳能力接入这些新能源。确保电网基础设施建设跟上清洁能源转型的步伐至关重要。

01气候变化加剧,电网“压力山大”

气候变化正在提升严重风暴、洪水、干旱和极端高温事件等极端天气发生的频率。而电网承担着电力的输送功能,直接连接电厂与用户,极端天气下,电力安全运行造尤为重要。

对我国电力行业来说,最惨痛的教训莫过于2008年的雪灾。2008年年初,安徽、江西、湖北、湖南、广东、广西等多省区均不同程度受到低温、雨雪、冰冻灾害影响。多处电力线路发生冰闪跳闸、倒塔断线的事故,电网设备受损严重,至少13个省区的电力系统运行受到影响。

而美国近些年所发生的事故影响更大。

2021年2月,寒冷风暴席卷了大半个美国,气候相对温暖的得克萨斯州意外地成了寒潮的重灾区。极端天气下得克萨斯州能源供应系统几乎停摆,造成该州大面积停电、电价飙升,限电负荷超过2000万千瓦,影响人口超过400万人,多人因寒潮殒命。

2021年9月艾达飓风过后路易斯安那州又发生全境停电。

据了解,美国电网是世界上最大的联网机器。输电和配电总长570万英里,约有55,000个变电站,而这些电网基础设施中,超过一半的输电线路和电力变压器是在1970年之前安装的。

因此,这些已经超过50年的旧电网经常出现故障,尤其是在极端天气事件中。

微软联合创始人兼气候投资者比尔·盖茨在他的著作《如何避免气候灾难》中表示,从某种角度来看,一个中型城市需要一千兆瓦的电力。输电线路建设落后的后果是非常可怕的。

02 每年需投资近4.5万亿美元

根据国际能源署(IEA)周二发布的一份新报告,到2050年实现净零排放仍然是可能的,但需要在2030年前将可再生能源产能增加两倍,并在2030年代初期将全球绿色投资增加至每年4.5万亿美元。

这项评估是在全球温室气体排放量在2022年创下新纪录、化石燃料使用量增加以及世界经历有记录以来最热夏季之际做出的。然而,IEA表示,可再生能源部署的快速增加仍然有可能扭转局面。

IEA的建议包括,到2030年将可再生能源产能扩张至11000吉瓦,并将全球清洁能源投资从2023年估计的1.8万亿美元增加到2030年代初的每年约4.5万亿美元。

在上述报告发布之际,人们担心一些国家在气候和环境承诺方面出现倒退。

面对极端自然灾害的袭击,如何保证电网安全、尽量降低灾害可能造成的社会经济影响,一直是各国政府亟须解决的问题。

03 电网主要改造在哪?

除了极端气候对电网安全提出的挑战,各国为了缓解气候变化,投资建设大量可再生能源项目,但这些项目如何与现有电网相连接又是另一大问题。

据IEA统计,目前,全球有1,500吉瓦的可再生清洁能源项目正等待接入电网。

对此,我国在2021年提出新型电力系统的概念,构建清洁低碳安全高效的能源体系,控制化石能源总量,着力提高利用效能,实施可再生能源替代行动,深化电力体制改革,构建以新能源为主体的新型电力系统。

新型电力系统最突出的变化主要体现在“最后一公里”,即发电端高比例新能源接入,配用电端海量分布式电源、电动汽车等新型负荷分散接入。这由此给电网的形态结构、运行方式等带来了巨大挑战。

据中金研究院估算,我国要建设新型“最后一公里”体系,预计未来三年的年均投资约3000~3500亿元。

而此前提到的美国35亿美元电网投资,也将有助于把超过35吉瓦的风能、太阳能和其他可再生能源的可再生电力并入电网,并建设400个微电网或自给自足的能源系统。

虽然现在可再生能源接入电网至关重要,但相较于传统电力系统,可再生能源也正在给系统安全稳定运行带来新挑战。

2019年8月9日,英国电网因雷击产生扰动,导致大面积海上风电脱网引发停电事故,损失负荷约3.2%,近100万人在高峰时段受影响;同样,2016年的南澳“9.28”大停电,也是由极端天气诱发新能源大规模脱网导致的,造成约85万人停电长达50小时。

所以,IEA警告称,要应对气候变化,首先要解决电网问题,确保世界电网为迅速出现的新的全球能源经济做好准备,否则清洁能源的发展在“明天”就会面临僵局。

04 中国能源投资需绿色金融体系支撑

中国能源投资对全球能源转型、促进可持续发展起着关键作用,如何为我国能源投资提供有力支撑,明晰发展方向成为了重要问题。

在圆桌讨论中,中央财经大学绿色金融国际研究院副院长崔莹强调了完善绿色金融体系的重要性。崔莹认为,目前我国从政策制定、监管侧的激励和约束机制方面,都已经建立起了一套能够起到支撑作用的体系。人民银行也设计出了碳减排支持工具、绿色金融债券等相关绿色金融工具,但目前应用规模、效果还需进一步优化。她认为,未来的金融支持应更加向企业低碳转型这一领域倾斜,增加分布式光伏项目的融资租赁、可持续挂钩债券等绿色金融产品。

从绿色金融的发展来看,我国于2015年9月在党中央、国务院印发的《生态文明体制改革总体方案》中首次明确提出“建立绿色金融体系”。在随后的2016年8月,人民银行牵头印发了《关于构建绿色金融体系的指导意见》,构建了绿色金融的顶层制度。近年来,相关体系逐渐完善,但受限于外部环境,其建设进度要慢于新能源发展和能源转型的速度。中金公司曾在一份研报中指出,目前的绿色金融体系局限于支持“纯绿”经济活动,与实现气候目标仍有较大缺口,未来应更加注重转型金融,支持减少碳排的相关经济活动。

而在碳金融领域,碳市场是我国目前最为重要的制度设计之一。在圆桌讨论中,北京绿色金融与可持续发展研究院的特邀高级研究员汪申提出,未来应将关注重点放在碳市场交易价格上。汪申认为,能源价格是能源投资、能源决策的重要参考指标,而在转型时代,碳价与能源价格又高度相关。目前有关碳价与传统能源价格相关性的经济研究相对较少,但未来,碳价将直接决定清洁能源和传统能源的投资比例。在这个意义上,无论是中国的碳市场还是欧洲的碳市场都需要进一步完善其运作机制和交易规则,强化碳价的价格信号作用。汪申还提到CCER(国家核证自愿减排量)对碳市场的重要性。根据钛媒体app此前报道(再创新高!碳价能否持续“狂飙”,投资者何时拿到“入场券”?),部分业内人士的推测,我国的CCER可能会于今年10月份重新启动,而CCER重启后,投资者可通过购买来持有CCER,并用于交易,专门投资碳市场的基金产品也会越来越多。截至9月22日收盘,我国全国碳市场交易价格报收75.34元/吨,年内已上涨37%。

05 推动电网侧改革,让用户共享新能源降本红利

除了金融系统,清洁能源领域的投资增长和和高质量发展还需要电网侧的支撑。

国家电力投资集团有限公司战略规划部副主任李鹏表示,今年以来光伏组件、储能电池、海上风电均在没有补贴或补贴影响较小的情况出现了大幅的价格下降,这是清洁能源降成本的重要进展,从新能源的绝对成本来讲,已经具备了驱动能源全面转型的基础。但目前,这些成本的下降却并未有效传递到用户端。李鹏建议,为了让用户共享新能源降本的红利,未来应更多将关注目光从电源侧转向电网尤其是配电网的投资,加强电网方面的支撑效用,促成电力系统架构和运行机制方面的改革。据了解,李鹏曾在国家能源局新能源和可再生能源司任职,参与过诸多能源领域政策的规划、制定。讨论中,他以我国电动汽车渗透率的增长为例,认为任何人都不应低估我国新能源产业的发展速度,所以,电网侧的建设、改革也要提前规划,这样才能满足越来越多的电动汽车充电、数据中心、分布式光伏接入的需求。

亚洲基础设施投资银行能源战略官员黄薇也提到,近两年由于融资成本、政府负债高企等原因,发展中国家的电网投资呈现出了下降趋势,不利于能源转型,这个现象应该引起警惕。

近来我国政策端也确实在上述领域推动着改革进一步深化,就在本周,国家发展改革委、国家能源局正式印发《电力现货市场基本规则》,这是我国首个国家层面电力现货市场建设的原则性文件,有利于发挥市场在电力资源配置中的决定性作用,构建“能涨能降”的价格机制,对于促进新能源消纳,推动电力系统向清洁低碳、安全高效转型具有重要意义。

文章来源: ​环 球零碳,钛媒体APP,金融界

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