中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近年來，在數(shù)字化技術(shù)、電氣化、工業(yè)增長等多重因素推動(dòng)下，全球電力需求迅猛增長，電網(wǎng)壓力大增。在此背景下，推動(dòng)電網(wǎng)現(xiàn)代化建設(shè)成為大勢所趨，但對(duì)部分國家和地區(qū)比如美國和歐盟而言，這卻并非易事。一方面，新建輸電線路需要耗費(fèi)大量時(shí)間和資金；另一方面，監(jiān)管審批過程復(fù)雜，導(dǎo)致電力并網(wǎng)異常艱難。因此，改善和升級(jí)現(xiàn)有電網(wǎng)成為比較可行和較為現(xiàn)實(shí)的選擇，電網(wǎng)增強(qiáng)技術(shù)由此大受歡迎。
◆最大限度提高電網(wǎng)容量
日前，美國電力研究院啟動(dòng)智能型電網(wǎng)增強(qiáng)技術(shù)合作倡議，旨在擴(kuò)大和加快該技術(shù)測試和研究，以創(chuàng)建更智能、更有彈性的電力基礎(chǔ)設(shè)施，幫助現(xiàn)有電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施輸送更多電力。
該倡議側(cè)重于4種具有更高影響力的增加輸電容量的新技術(shù)模型：動(dòng)態(tài)輸送容量、先進(jìn)導(dǎo)體、先進(jìn)功率流控制和電網(wǎng)拓?fù)鋬?yōu)化。
其中，動(dòng)態(tài)輸送容量可以提供準(zhǔn)確、反映實(shí)時(shí)情況的電力傳輸額定值。先進(jìn)導(dǎo)體使用新的和現(xiàn)有材料來增加輸電線的熱容量，輸電線容量缺失將直接影響電網(wǎng)整體運(yùn)行利用效率。先進(jìn)功率流控制可以主動(dòng)改變電力在輸電線路中的流動(dòng)方式。電網(wǎng)拓?fù)鋬?yōu)化則通過分析保持電網(wǎng)系統(tǒng)可靠性。
美國電力研究院輸配電基礎(chǔ)設(shè)施部門副總裁安德魯·菲利普斯表示，這4種技術(shù)可以通過集成，最大限度提高整個(gè)電網(wǎng)容量?！耙韵冗M(jìn)導(dǎo)體為例，通過對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以讓其在更高溫度下運(yùn)行，從而增加現(xiàn)有輸電網(wǎng)絡(luò)的電力傳輸能力?！彼f，“我們持續(xù)對(duì)多種碳、陶瓷和超高強(qiáng)度鋼芯導(dǎo)體進(jìn)行廣泛試驗(yàn)，以確定預(yù)期壽命和運(yùn)行情況。”
部署更多電網(wǎng)增強(qiáng)技術(shù)相當(dāng)于對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行能效升級(jí)改造，最大限度發(fā)揮現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的潛力，節(jié)約成本、提高效率。因?yàn)殇佋O(shè)新的輸電線路比部署電網(wǎng)增強(qiáng)技術(shù)更昂貴，而且選址、審批和建設(shè)也需要更長時(shí)間。
◆“風(fēng)光”難并網(wǎng)成美歐痼疾
當(dāng)前，“風(fēng)光”電力并網(wǎng)難嚴(yán)重拖累綠色電力和電網(wǎng)整合腳步，尤其是在美國和歐洲國家。
彭博新能源財(cái)經(jīng)的數(shù)據(jù)顯示，截至2024年1月，美國7家獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營商的風(fēng)電、光伏和電池儲(chǔ)能裝機(jī)容量并網(wǎng)申請(qǐng)中只有11%獲批，仍在等待批準(zhǔn)的裝機(jī)容量高達(dá)1131吉瓦，這幾乎是2023年底美國全國大型項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)容量288吉瓦的近4倍。
其中，加利福尼亞州和紐約州的項(xiàng)目獲得并網(wǎng)許可幾率最低，截至2024年1月，這兩個(gè)州在2010至2020年間申請(qǐng)的項(xiàng)目裝機(jī)容量中只有3%—3.7%獲得并網(wǎng)許可。
在歐洲，英國有200多個(gè)可再生能源項(xiàng)目等待在2026年前入網(wǎng)，但只有一半獲得了許可并且具體入網(wǎng)時(shí)間仍待定。歐盟已經(jīng)于去年11月公布《電網(wǎng)行動(dòng)計(jì)劃》，擬投入5840億歐元，用于檢修、改善和升級(jí)歐洲電網(wǎng)及其相關(guān)設(shè)施。
歐洲風(fēng)能協(xié)會(huì)指出，部分歐洲國家等待入網(wǎng)的“風(fēng)光”電力裝機(jī)容量已達(dá)數(shù)百吉瓦。彭博新能源財(cái)經(jīng)數(shù)據(jù)顯示，截至去年底，西班牙和意大利各有超過150吉瓦的“風(fēng)光”電力等待并網(wǎng)。
全球獨(dú)立認(rèn)證和風(fēng)險(xiǎn)管理服務(wù)供應(yīng)商DNV日前發(fā)布報(bào)告指出，到2050年，風(fēng)能和太陽能將提供全球近70%的電力，屆時(shí)，全球用電量將比如今翻一番，可再生能源電力顯著增長，為全球電網(wǎng)發(fā)展帶來新變革。
◆新電網(wǎng)建設(shè)才是長期方案
事實(shí)上，電網(wǎng)增強(qiáng)技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)擴(kuò)容的一個(gè)簡易方案，通過優(yōu)化現(xiàn)有輸電線路，緩解電網(wǎng)擁堵，從而為更多可再生能源高效接入電網(wǎng)打開大門。落基山研究所發(fā)現(xiàn)，在不鋪設(shè)昂貴輸電線路和新建電力基礎(chǔ)設(shè)施的情況下，部署電網(wǎng)增強(qiáng)技術(shù)可以使可再生能源利用率翻一番，而且只需要6個(gè)月就能收回投資成本。
美國聯(lián)邦能源管理委員會(huì)前主席詹姆斯·丹利表示，電網(wǎng)增強(qiáng)技術(shù)可以成為日益增長的電力需求的一個(gè)解決方案，該技術(shù)能夠提高現(xiàn)有輸電線路的容量、效率、可靠性和安全性，降低擁堵成本的同時(shí)，更好整合“風(fēng)光”電力。
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，能源轉(zhuǎn)型的一個(gè)關(guān)鍵瓶頸就是電網(wǎng)，電網(wǎng)擴(kuò)建升級(jí)勢在必行。美國能源部的報(bào)告顯示，美國幾乎所有地區(qū)都迫切需要額外的輸電基礎(chǔ)設(shè)施。預(yù)計(jì)到2035年，區(qū)域傳輸容量需要增加一倍以上至20%，區(qū)域間容量將需要增長5倍以上。
美國能源部指出，電網(wǎng)增強(qiáng)技術(shù)可以推遲或減少對(duì)新電網(wǎng)和輸電項(xiàng)目的重大投資需求，并通過最大化現(xiàn)有電網(wǎng)容量來增加可再生能源并網(wǎng)。
對(duì)此，DNV認(rèn)為，電網(wǎng)增強(qiáng)技術(shù)只是臨時(shí)緩解方案，從長期來看，加速新電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施和先進(jìn)控制系統(tǒng)建設(shè)才是重中之重。不過，目前這還受到許可時(shí)限、人力資源、物資稀缺、財(cái)力有限等方面的阻礙。
“沒有輸電就沒有能源轉(zhuǎn)型。”DNV能源系統(tǒng)首席執(zhí)行官Ditlev Engel強(qiáng)調(diào)，“去碳化電力系統(tǒng)的道路十分清晰，即可再生能源整合和電網(wǎng)擴(kuò)展，這需要重大投資、創(chuàng)新、協(xié)調(diào)，以及所有參與者特別是政府的支持。隨著世界向更綠色未來邁進(jìn)，以系統(tǒng)化和前瞻性的方法應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)對(duì)于成功的能源轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。”
