中國儲能網(wǎng)訊:近年來,在數(shù)字化技術、電氣化、工業(yè)增長等多重因素推動下,全球電力需求迅猛增長,電網(wǎng)壓力大增。在此背景下,推動電網(wǎng)現(xiàn)代化建設成為大勢所趨,但對部分國家和地區(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大量時間和資金;另一方面,監(jiān)管審批過程復雜,導致電力并網(wǎng)異常艱難。因此,改善和升級現(xiàn)有電網(wǎng)成為比較可行和較為現(xiàn)實的選擇,電網(wǎng)增強技術由此大受歡迎。
◆最大限度提高電網(wǎng)容量
日前,美國電力研究院啟動智能型電網(wǎng)增強技術合作倡議,旨在擴大和加快該技術測試和研究,以創(chuàng)建更智能、更有彈性的電力基礎設施,幫助現(xiàn)有電網(wǎng)基礎設施輸送更多電力。
該倡議側重于4種具有更高影響力的增加輸電容量的新技術模型:動態(tài)輸送容量、先進導體、先進功率流控制和電網(wǎng)拓撲優(yōu)化。
其中,動態(tài)輸送容量可以提供準確、反映實時情況的電力傳輸額定值。先進導體使用新的和現(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)整體運行利用效率。先進功率流控制可以主動改變電力在輸電線路中的流動方式。電網(wǎng)拓撲優(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設施部門副總裁安德魯·菲利普斯表示,這4種技術可以通過集成,最大限度提高整個電網(wǎng)容量?!耙韵冗M導體為例,通過對其進行設計,可以讓其在更高溫度下運行,從而增加現(xiàn)有輸電網(wǎng)絡的電力傳輸能力?!彼f,“我們持續(xù)對多種碳、陶瓷和超高強度鋼芯導體進行廣泛試驗,以確定預期壽命和運行情況?!?
部署更多電網(wǎng)增強技術相當于對電網(wǎng)進行能效升級改造,最大限度發(fā)揮現(xiàn)有基礎設施的潛力,節(jié)約成本、提高效率。因為鋪設新的輸電線路比部署電網(wǎng)增強技術更昂貴,而且選址、審批和建設也需要更長時間。
◆“風光”難并網(wǎng)成美歐痼疾
當前,“風光”電力并網(wǎng)難嚴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。
彭博新能源財經(jīng)的數(shù)據(jù)顯示,截至2024年1月,美國7家獨立系統(tǒng)運營商的風電、光伏和電池儲能裝機容量并網(wǎng)申請中只有11%獲批,仍在等待批準的裝機容量高達1131吉瓦,這幾乎是2023年底美國全國大型項目累計裝機容量288吉瓦的近4倍。
其中,加利福尼亞州和紐約州的項目獲得并網(wǎng)許可幾率最低,截至2024年1月,這兩個州在2010至2020年間申請的項目裝機容量中只有3%—3.7%獲得并網(wǎng)許可。
在歐洲,英國有200多個可再生能源項目等待在2026年前入網(wǎng),但只有一半獲得了許可并且具體入網(wǎng)時間仍待定。歐盟已經(jīng)于去年11月公布《電網(wǎng)行動計劃》,擬投入5840億歐元,用于檢修、改善和升級歐洲電網(wǎng)及其相關設施。
歐洲風能協(xié)會指出,部分歐洲國家等待入網(wǎng)的“風光”電力裝機容量已達數(shù)百吉瓦。彭博新能源財經(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“風光”電力等待并網(wǎng)。
全球獨立認證和風險管理服務供應商DNV日前發(fā)布報告指出,到2050年,風能和太陽能將提供全球近70%的電力,屆時,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)建設才是長期方案
事實上,電網(wǎng)增強技術作為實現(xiàn)電網(wǎng)擴容的一個簡易方案,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),在不鋪設昂貴輸電線路和新建電力基礎設施的情況下,部署電網(wǎng)增強技術可以使可再生能源利用率翻一番,而且只需要6個月就能收回投資成本。
美國聯(lián)邦能源管理委員會前主席詹姆斯·丹利表示,電網(wǎng)增強技術可以成為日益增長的電力需求的一個解決方案,該技術能夠提高現(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,更好整合“風光”電力。
業(yè)內普遍認為,能源轉型的一個關鍵瓶頸就是電網(wǎng),電網(wǎng)擴建升級勢在必行。美國能源部的報告顯示,美國幾乎所有地區(qū)都迫切需要額外的輸電基礎設施。預計到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)增強技術可以推遲或減少對新電網(wǎng)和輸電項目的重大投資需求,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)。
對此,DNV認為,電網(wǎng)增強技術只是臨時緩解方案,從長期來看,加速新電網(wǎng)基礎設施和先進控制系統(tǒng)建設才是重中之重。不過,目前這還受到許可時限、人力資源、物資稀缺、財力有限等方面的阻礙。
“沒有輸電就沒有能源轉型。”DNV能源系統(tǒng)首席執(zhí)行官Ditlev Engel強調,“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)擴展,這需要重大投資、創(chuàng)新、協(xié)調,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,以系統(tǒng)化和前瞻性的方法應對這些挑戰(zhàn)對于成功的能源轉型至關重要?!?