2025電網(wǎng)與保障能源轉(zhuǎn)型_第1頁
2025電網(wǎng)與保障能源轉(zhuǎn)型_第2頁
2025電網(wǎng)與保障能源轉(zhuǎn)型_第3頁
2025電網(wǎng)與保障能源轉(zhuǎn)型_第4頁
2025電網(wǎng)與保障能源轉(zhuǎn)型_第5頁
已閱讀5頁,還剩91頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

頁碼頁碼|IEA.CCBYIEA.CCBY一個多世紀(jì)以來,電網(wǎng)一直是電力系統(tǒng)的支柱,為家庭、工業(yè)和服務(wù)業(yè)提供電力,從而支撐經(jīng)濟活動。隨著清潔能源轉(zhuǎn)型不斷推進(jìn),電力的作用將更加突出,因此電網(wǎng)對社會和經(jīng)濟的作用也愈發(fā)重要。電氣化和可再生能源部署都在加速發(fā)展,但如果沒有足夠的電網(wǎng)將新增電力供給與需求相連通,清潔能源轉(zhuǎn)型就可能停滯。本報告梳理了全球電網(wǎng)現(xiàn)狀,詳細(xì)介紹了電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、并網(wǎng)隊列、停電成本、電網(wǎng)阻塞、發(fā)電量下調(diào),以及電網(wǎng)發(fā)展時間線。本報告指出已有跡象表明電網(wǎng)正在成為清潔能源轉(zhuǎn)型的瓶頸,并分析了電網(wǎng)發(fā)展和改革進(jìn)展不夠快所造成的風(fēng)險。我們發(fā)現(xiàn),拖延有關(guān)行動意味著將在更長時期內(nèi)依賴化石燃料,從而導(dǎo)致碳排放增加,社會成本上升。政策制定者和商界領(lǐng)袖需要對電網(wǎng)給予前所未有的關(guān)注,才能確保電網(wǎng)支持清潔能源轉(zhuǎn)型、維護電力安全。報告的結(jié)論部分向政策制定者頁碼頁碼|IEA.CCBYIEA.CCBY電網(wǎng)是當(dāng)今電力系統(tǒng)的支柱,隨著清潔能源轉(zhuǎn)型推進(jìn),電網(wǎng)將愈加重要,但目前得到的關(guān)注不足。一百多年來,電網(wǎng)一直在為家庭、企業(yè)和工業(yè)輸送電力。目前,清潔能源轉(zhuǎn)型正在推動我們的能源系統(tǒng)發(fā)生轉(zhuǎn)變,擴大電力在各經(jīng)濟體中的作用。因此,各國要想實現(xiàn)凈零排放轉(zhuǎn)型,需要有更大、更強、更智能的電網(wǎng)作為支撐。要實現(xiàn)各國的國家能源和氣候目標(biāo),全球用電量在未來十年的增速需要比過去十年加快20%2050.5℃,全球電力需求增長需要加快步伐。隨著全球增加電動汽車部署、安裝更多電力采暖要實現(xiàn)國家目標(biāo),還需要在2040年前新增或整修超過8000萬公里的電網(wǎng)線路(相當(dāng)于全球現(xiàn)有電網(wǎng)的總長度)。電網(wǎng)對于電力供給去碳化和可再生能源有效融合發(fā)展至關(guān)重要。在各國的國家能源和氣候目標(biāo)都按時全面實現(xiàn)的情景中,未來二0%4(IEA的205090現(xiàn)代化改造,并新建輸電線路走廊,以連通遠(yuǎn)離城市和工業(yè)區(qū)等需求中心的可再現(xiàn)代化和數(shù)字化電網(wǎng)對保障清潔能源轉(zhuǎn)型期間的電力安全至關(guān)重要。隨著太陽能光伏、風(fēng)能等波動性可再生能源占比增加,電力系統(tǒng)需要更加靈活,以適應(yīng)發(fā)電22-2030力的需求將翻倍。電網(wǎng)既要以新的方式運行,又要充分利用屋頂太陽能等分布式資源以及各種靈活性來源的優(yōu)勢。這包括部署鞏固電網(wǎng)的技術(shù),以及通過數(shù)字化目已處于后期階段),相當(dāng)于2022年太陽能光伏和風(fēng)力發(fā)電新增裝機的五倍。表明,電網(wǎng)正在成為凈零排放轉(zhuǎn)型的瓶頸。全世界范圍內(nèi)待連網(wǎng)的項目數(shù)量很可能更多,因為我們目前能夠獲取的連網(wǎng)隊列數(shù)據(jù)來自部分國家,這些國家占全球風(fēng)能和太陽能光伏發(fā)電裝機的一半。雖然可再生能源投資不斷快速增長,自201030001.5°C的目標(biāo)遙不可及。在本報告中,我們創(chuàng)設(shè)了電網(wǎng)延遲情景,探討與國際能頁碼頁碼|IEA.CCBY革將帶來的影響。電網(wǎng)延遲情景中將帶來更慢的轉(zhuǎn)型,也就是說可再生能源消納IEA.CCBY過去四年的二氧化碳排量總和。這也意味著全球長期氣溫升幅將遠(yuǎn)超1.5°C,升2°C40%。在天然氣市場脆弱、天然氣供應(yīng)安全堪憂的情況下,不擴建電網(wǎng)會導(dǎo)致各國更加依賴天然氣。在電網(wǎng)延遲情景中,同與各國氣候目標(biāo)一致的情景相比,200年后全800500萬噸。電網(wǎng)發(fā)展的延遲還可能成倍增加帶來經(jīng)濟損失的停電的風(fēng)險。目前,此類停電每年造1000GDP的.1%。IEA.CCBYIEA.CCBY全球范圍內(nèi),清潔能源轉(zhuǎn)型的勢頭不斷增強。過去五年中,國家級的凈零排放目90國家還頒布了相關(guān)法律。盡管全球能源危機給清潔能源行業(yè)帶來了動蕩,但隨著各國政府采取更有力的政策,利用清潔能源增進(jìn)能源安全,全球能源危機勢必加速清潔能源轉(zhuǎn)型。無論是政策雄心還是轉(zhuǎn)型進(jìn)展,電力部門都處于這些轉(zhuǎn)變的前022203上述各項發(fā)展都離不開電網(wǎng),它在電力行業(yè)安全性、可負(fù)擔(dān)性和去碳化方面具有中心地位。然而,公眾迄今尚未對電網(wǎng)給予應(yīng)有和所需的關(guān)注。就為工業(yè)、民眾和服務(wù)業(yè)提供電力而言,電網(wǎng)尤其必不可少。要在安全、可負(fù)擔(dān)的轉(zhuǎn)型背景下供電,電網(wǎng)必須承載并連通新的發(fā)電源和高效靈活的設(shè)備,還必須適應(yīng)不斷變化的人口狀況。如果電網(wǎng)得不到充分發(fā)展(包括擴建和加強、數(shù)字化、現(xiàn)代化,以及更高效利用),會對電力安全構(gòu)成風(fēng)險,同時也會限制清潔轉(zhuǎn)型的步伐并推高其成本。這不是未來才有的問題,而是我們當(dāng)今已經(jīng)看到的問題;在許多地方,電網(wǎng)項目由于前導(dǎo)時間過長而耽誤了必要的升級,電網(wǎng)連接已成為制約可再生能源部署的瓶頸。電網(wǎng)還是電力系統(tǒng)靈活性的關(guān)鍵來源,它可以促進(jìn)波動性可再生能DP新領(lǐng)域的增長,當(dāng)今的政策環(huán)境和電網(wǎng)擴建計劃表明,電網(wǎng)需要繼續(xù)擴大并得到加強,以滿足不斷增加的需求。與此同時,清潔能源轉(zhuǎn)型結(jié)合新技術(shù)將改變我們現(xiàn)有的電網(wǎng)。微電網(wǎng)和儲能技術(shù)將補充而非取代電網(wǎng)發(fā)展。數(shù)字化和更多分布式資源為更智能、更具韌性的電網(wǎng)創(chuàng)造了機遇,同時也要求電網(wǎng)提升運行靈活性,并且防御網(wǎng)絡(luò)安全威脅。技術(shù)變革需要相應(yīng)的制度和法規(guī)更新,以確保保補償結(jié)構(gòu)能夠激勵對高效、現(xiàn)代化電網(wǎng)的投資。某些情況下,增加電池儲能、發(fā)展微電網(wǎng)等新的技術(shù)和做法可以替代傳統(tǒng)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),但我們?nèi)匀恍枰碌碾娋€桿和電線。政策制定者需要確保規(guī)劃和投資能夠在多種不同情形下提供最佳解決方我們希望通過這份特別報告重點強調(diào)亟需關(guān)注的電網(wǎng)。雖然在許多地點和技術(shù)條件下,電網(wǎng)需要具體的解決方案,但我們可以總結(jié)出在許多情況下都通用的關(guān)鍵主題。在能源轉(zhuǎn)型中,電網(wǎng)與太陽能光伏板、風(fēng)力渦輪機和電動汽車一樣,都具有基礎(chǔ)性作用。政策制定者需要建立政策框架,賦能電網(wǎng)改造、現(xiàn)代化和擴建。頁碼|頁碼頁碼|IEA.CCBYIEA.CCBY本報告首先對電網(wǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行了梳理,以了解其目前的情況和近年來的變化速度。050怎樣。最后,報告為政策制定者提煉出了一系列建議,指明了在不同的電力行業(yè)2022(WodEnergyOutook諾目標(biāo)情景(AS),以及另一種特別開發(fā)的情景,即電網(wǎng)延遲情景。承諾目標(biāo)情景202年9203020010%20%;230年、2050年均比承諾目標(biāo)情景低15%()的發(fā)電量增加,從而導(dǎo)致排放增加。通過比較以上兩種情景,我們可以清楚地認(rèn)識第1章(現(xiàn)狀)概述當(dāng)今電網(wǎng),包括簡要介紹電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施及其現(xiàn)狀,以及近期電網(wǎng)部署速度、供應(yīng)鏈和數(shù)字化影響。隨后,我們探討電網(wǎng)發(fā)展與清潔能源轉(zhuǎn)型之間的聯(lián)系,闡明電氣化將如何對電網(wǎng)提出更多要求,以及對電力依賴程度的提高使得可靠、安全供電的更加重要。我們分析當(dāng)前的并網(wǎng)隊列、電網(wǎng)阻塞和損耗,以及電網(wǎng)許可和建設(shè)時間,說明電網(wǎng)已成為電力行業(yè)轉(zhuǎn)型的障礙。最后,我們探討電網(wǎng)當(dāng)前的補償補償結(jié)構(gòu),以及可支持高效電網(wǎng)投資(包括電網(wǎng)現(xiàn)代化和新技術(shù)部署第2章(政策梳理)需的必要變革,這些變革已經(jīng)在多地發(fā)生。我們盤點旨在加速電網(wǎng)發(fā)展的政策驅(qū)動型倡議,包括促進(jìn)投資、降低監(jiān)管障礙和增進(jìn)社會支持度的倡議,政策制定者第3章(找出差距)合分布式能源資源、抵御氣候風(fēng)險,以及持續(xù)完善電力普及的需要。我們分析這些驅(qū)動因素在未來若干年對增加投資和部署基礎(chǔ)設(shè)施的需求。之后,我們描述電網(wǎng)延遲情景,探討較低的電網(wǎng)發(fā)展速度對可再生能源部署和實現(xiàn)脫碳目標(biāo)能力的第4章(政策建議)劃、投資、電網(wǎng)增強、供應(yīng)鏈、數(shù)據(jù)精簡、透明度和數(shù)字化,以及發(fā)展有能力的機構(gòu)和高技能的人員隊伍。雖然各國國情不盡相同,但許多國家面臨共同挑戰(zhàn),我們對此總結(jié)出一些建議,并明確指出這些建議與新興經(jīng)濟體或發(fā)達(dá)經(jīng)濟體的相關(guān)方面。頁碼頁碼|IEA.CCBYIEA.CCBY電網(wǎng)是重要的基礎(chǔ)設(shè)施,其組成部分眾多,技術(shù)復(fù)雜。了解電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀并非易事,特別是由于基本基礎(chǔ)設(shè)施及其運行和管理技術(shù)方面的有關(guān)數(shù)據(jù)不易取得。然而,為了確定未來若干年電網(wǎng)的發(fā)展方向和當(dāng)前優(yōu)先行動,我們需要了解電網(wǎng)當(dāng)在本章中,我們嘗試對全球范圍內(nèi)的電網(wǎng)進(jìn)行首次梳理,包括對現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)量、運營年數(shù)及其所用技術(shù)的全面數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。我們還量化了近期的投資趨勢,分析了供應(yīng)鏈的現(xiàn)狀,概述了互聯(lián)方面的進(jìn)展和數(shù)字化的作用。為了更好地了解電網(wǎng)已經(jīng)發(fā)生的變化,我們還研究了電氣化和去碳化對電網(wǎng)的影響,以及電網(wǎng)在電力安全中的作用。然后,我們分析了電網(wǎng)的部署時間,以更好地了解目前不同地區(qū)的新基礎(chǔ)設(shè)施能夠以怎樣的速度部署。最后,我們考察了電網(wǎng)領(lǐng)域相關(guān)過去50可再生能源和分布式資源的快速增長給電網(wǎng)帶來了新的挑戰(zhàn),要求電網(wǎng)更加靈活。發(fā)達(dá)經(jīng)濟體中,我們看到電網(wǎng)投資增加,但輸電網(wǎng)項目的前導(dǎo)時間很長,這意味著在電網(wǎng)發(fā)展計劃的落實方面存在挑戰(zhàn)。新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟體(EMDs)中,用電普及率得到了大幅提高,但近年來投資一直下降,而用電需求卻在經(jīng)濟和人口增長的推動下持續(xù)增長。電網(wǎng)供應(yīng)鏈已經(jīng)出現(xiàn)了一定程度的緊張,可能對未來若干年的電網(wǎng)發(fā)展構(gòu)成風(fēng)險。我們看到,電網(wǎng)在電力安全方面發(fā)揮中心作用,與此同時過去50年里,電網(wǎng)以每年約100萬公里的速度持續(xù)增長。其中增長主要發(fā)生在配7%為輸電線路。IEA.IEA.CCBY 新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟 發(fā)達(dá)經(jīng)濟配電輸電 配電輸電\hGlobalTransmission和\hNRGExpert電網(wǎng)分為不同電壓等級。低壓線路為住宅和商業(yè)用戶供電,中壓線路為村莊和中小型工業(yè)場地供電;這兩級電網(wǎng)線路均與分布式發(fā)電相連通。這些線路共同構(gòu)成配電網(wǎng)。高壓電網(wǎng)連通公用事業(yè)規(guī)模發(fā)電廠、配電網(wǎng)和大型工業(yè)用戶,與用于遠(yuǎn)距離輸電(UH)大多數(shù)電網(wǎng)輸送的是交流電(AC),交流電歷來由火電廠和水電廠的旋轉(zhuǎn)式發(fā)電機產(chǎn)生。太陽能光伏、風(fēng)能系統(tǒng)以及電池、燃料電池等可再生能源通過電力電子交流電之所以在電網(wǎng)系統(tǒng)中廣泛使用,主要原因之一是可以通過電源變壓器很容易地改變交流電的電壓等級,從而能夠提高電壓,以實現(xiàn)高效遠(yuǎn)距離輸電,最大限度減少損耗,還能夠進(jìn)而降低電壓,以滿足服務(wù)于工業(yè)、商業(yè)和住宅用戶的區(qū)然而,在許多情況下,有證據(jù)表明使用直流電(DC)更為合理,并具有特定的優(yōu)勢。例如,在涉及連接多個風(fēng)電場或市場的海底電纜、跨境互聯(lián)電網(wǎng),以及從大型水電設(shè)施向大型需求中心遠(yuǎn)距離輸電等情景下,直流輸電可能效果更好,因為IEA.IEA.CCBYIEA.CCBY自21做出響應(yīng)之外,驅(qū)動電網(wǎng)變化的因素還包括可再生能源并網(wǎng)、數(shù)字和智能電網(wǎng)技術(shù)實施、電網(wǎng)現(xiàn)代化、電網(wǎng)韌性和安全性增強、交通運輸電氣化、發(fā)電分散化、在新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟體,電網(wǎng)擴建主要發(fā)生在配電網(wǎng)層面。這些配電網(wǎng)在過425中心作用,使許多人首次用上了電。電力普及方面的一大進(jìn)展是,人們普遍認(rèn)可有三種可靠的方法可以將電力可靠地提供給居民和工業(yè):電網(wǎng)延伸、微電網(wǎng)和獨立系統(tǒng)。這三種方法已被許多國家納入政策和戰(zhàn)略。其中,在可行的情況下,電網(wǎng)延伸通常是實現(xiàn)居民用電的成本效益最高的選擇。在配電層面,新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟體為連通電力新用戶做了大量努力,十年來這些國家的用電人口比例增加了約12在新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟體中,配電網(wǎng)的擴建為提高電力普及率做出了巨大的實印尼近100%204555%。\h\h\h2015\h14都用上了電。在新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟體修建的。僅印度就修建了350頁碼|22030%。巴西新增了17053%,主要得益于“\hLuzParaTodos”(人人享有光明計劃)的推動;該計劃在向農(nóng)村居在發(fā)達(dá)經(jīng)濟體中,由于電力普及率已經(jīng)接近100%,因此過去十年間的電力普及率992.571.53%4117輸電網(wǎng)的主要原因是電力需求不斷增長,而電力普及率的提升又進(jìn)一步加速了電力需求增長。有些國家已經(jīng)制定了雄心勃勃的可再生能源融合發(fā)展目標(biāo),并相應(yīng)地在遠(yuǎn)離主要負(fù)荷中心的地點利用可再生能源進(jìn)行發(fā)電。由于此類發(fā)電產(chǎn)出不穩(wěn)定,以及考慮到能源安全需要,有關(guān)國家已建設(shè)更多的輸電線路并在許多情況下輸 配

IEA.CCBY超過十年 IEA.CCBY\h50中國的重大項目包括±800千伏烏東德-昆柳龍?zhí)馗邏憾喽巳嵝灾绷魇痉豆こ?,以及面取得了重大進(jìn)展。過去十年間,印度增加了近18萬公里的輸電線路,增幅約為609.250%。相比之下,發(fā)達(dá)經(jīng)濟體的輸電網(wǎng)增長率較低,僅為9%。其原因包括日本和韓國等國的人口密度較高,也包括農(nóng)村人口向城市遷移(從而導(dǎo)致城市人口密度增加,因此城市對電網(wǎng)的需求升高,而向農(nóng)村地區(qū)擴展電網(wǎng)的需求降低)。歐盟的輸電頁碼|網(wǎng)增加了12%,美國增加了3%之所以出現(xiàn)這種情況,可能是由于容量更大的單線線路取代了舊的并行線路。在發(fā)達(dá)經(jīng)濟體中,通過使用更強或更高電壓的線路替換現(xiàn)有線路,大量線路的功率高壓直流(HVDC)點對點輸電具有電力損耗少等其他技術(shù)優(yōu)勢,正變得越來越普70年代后,隨著大功率半導(dǎo)體的推出,晶閘管被用于高壓直流換流站,使得小型高壓直流系統(tǒng)更加經(jīng)濟。與電網(wǎng)換相換流器(CC)相比,使用絕緣柵雙極晶體管組成的最新一代電壓源換流器(VSC)具有更多優(yōu)勢,例如可獨立靈活地控制系統(tǒng)的有功功率和無功功率。電壓源換流器還提供靈活的交流電壓控制、電網(wǎng)故障時的系統(tǒng)穩(wěn)定能力、連接異步電網(wǎng)的能力,以及黑啟動電網(wǎng)的能力,從而在電網(wǎng)全300800(電壓為100120系統(tǒng)不僅陸上輸電效率高,而且還能用于連接海上風(fēng)電場,特別是在水下交流電纜不具備經(jīng)濟或技術(shù)可行性的偏遠(yuǎn)地區(qū)。目前,每千公里高壓直流輸電損耗約為3%,7過103.52%。高壓直流線路的增加主要來自中國和巴西的遠(yuǎn)距離架空線路以及歐洲的地下和海底電纜。02151012010080604020

北美吉瓦吉瓦IEA.CCBYIEA.CCIEA.CCBY\hRTEInternational(2022)所做的分析。頁碼|\h于1992在三個或更多終端之間同時輸送電力,從而提高融合各種發(fā)電源(包括可再生能源發(fā)電)的靈活性,促進(jìn)在發(fā)電和需求模式各不相同的地區(qū)之間進(jìn)行高效電力傳3000下。這些投資主要集中在發(fā)達(dá)經(jīng)濟體和中國,因為這些國家/地區(qū)需要為加大電氣化努力提供支撐,還需要滿足日益依賴可再生能源的電力系統(tǒng)的電網(wǎng)平衡要求。電網(wǎng)支出的大部分增長發(fā)生在發(fā)達(dá)經(jīng)濟體,主要用于電網(wǎng)升級和更換,而不是擴展。有所增長,與“十四五”規(guī)劃的公布時間點吻合。值得注意的是,2022年中國國20222023在發(fā)達(dá)經(jīng)濟體中,過去五年間電網(wǎng)投資的平均增速約為5%。投資重點是提高電網(wǎng)十億美元十億美元

發(fā)達(dá)經(jīng)濟 中

161922IEA.IEA.CCBYIEA.CCBY來源:IEA(2023\hWorldEnergyInvestment過去五年來,除中國以外的新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟體投資速度有所放緩,平均每年下降7%。投資的主要驅(qū)動因素是電力普及和需求增長;鑒于電力需求持續(xù)增長,以及許多地區(qū)需要繼續(xù)提高電力可靠性,投資放緩尤其令人擔(dān)憂。不過,印度等國家以及東南亞等地區(qū)在電力普及方面取得了令人矚目的進(jìn)展。在新興市場和發(fā)頁碼|IEA.CCBY展中經(jīng)濟體,很大一部分電網(wǎng)投資高度依賴政府資金,這些資金通常來自于在公用事業(yè)領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位的國有企業(yè)(IEA.CCBY近年來,全球各類供應(yīng)鏈都面臨多種障礙和瓶頸。新冠疫情和俄羅斯入侵烏克蘭嚴(yán)重擾亂了全球能源和技術(shù)供應(yīng)鏈。能源和材料價格飆升,以及關(guān)鍵礦產(chǎn)、半導(dǎo)電網(wǎng)技術(shù)供應(yīng)鏈?zhǔn)艿絿?yán)重影響。僅以5建設(shè)輸電線路是一項復(fù)雜的任務(wù),需要多種不同部件和技術(shù)(如電纜、電線、變壓器、變電站和控制系統(tǒng))。這些技術(shù)和部件在制造中需要不同的材料。制造電纜和電線的主要材料是銅和鋁。銅具有良好的導(dǎo)電性,因此在過去很長一段時間內(nèi)都是首選材料,盡管它的重量是鋁的三倍,價格也昂貴得多。鋁的導(dǎo)電率約為銅的60銅,鋁通常是架空電線的首選材料,也越來越多地用于地下和海底輸電電纜;而輸配電線路所需的材料取決于其電壓等級。輸電容量是電流和電壓的乘積:如果電流不變,電壓增加,輸電容量就會增加。電流決定了導(dǎo)電材料的厚度要求和損耗。電流越大,導(dǎo)電材料厚度就越大,損耗也越大。電壓決定了需要多少絕緣材料:(E、XLPEPE-X或XP、聚氯乙烯(PVC)、交聯(lián)乙烯丙烯聚合物(EPR),以及硅橡膠等絕緣材料。電壓越高,對絕緣的要求就越高。綜上可見,可以通過提高傳輸電壓來減少導(dǎo)電材料用量和電力損土,輸電網(wǎng)的塔架使用鋼材來支撐架空導(dǎo)線。地下電纜輸電每兆瓦公里需要101克銅,配電每兆瓦公里需要438線路少得多:架空高壓直流輸電線路所需的鋁約為5需的銅約為29的材料需求由于無功功率而有很大不同。交流線路功率容量中,很大一部分被不做有用功的無功功率(VAr)占用。高壓直流線路則不然,它傳輸?shù)娜抗β识际怯泄β剩∕W)。此外,高壓直流系統(tǒng)通常在較高電壓下運行,從而進(jìn)一步減頁碼|高壓交流和高壓直流電纜及架空電線有多家制造商,工廠遍布世界各地。這些工廠通常位于需求中心附近,以減少與電纜運輸相關(guān)的成本和時間。高壓電纜和電(SükabelNexnsPysmia、希臘的ellenicTele-onikaJDR)、美國(GeneralCableBelden和Okonte)、中國(東方電纜NBO()(LSCabe)(DubaiableCompayPvtLtd)。非洲、印度和澳大利亞也有一些產(chǎn)能相對較低的制造商(如CullinAfrica、huwalInsulionCabe和ZnrgyCle)。

高壓交 高壓直 配

高壓交 高壓直 配

混凝土木材鋼材鋁絕緣材料銅IEA.CCBYIEA.IEA.CCBY除了生產(chǎn),新輸電線路的建設(shè)過程也會受到瓶頸制約。例如,海底電纜需要電纜4542007000纜(取決于項目類型)。根據(jù)未來海上風(fēng)電和海底互聯(lián)樞紐的部署情況,可能需電源變壓器是電力系統(tǒng)的另一關(guān)鍵組成部分。變壓器幾乎一半(按重量計)的制造材料是鋼材,鋼材中60%以上是具有特殊磁性和高磁導(dǎo)率的晶粒取向電工鋼(GOES),其余是建筑鋼材。晶粒取向電工鋼是制造變壓器、發(fā)電機和電動汽車充電站的關(guān)鍵材料,目前用于變壓器的份額最大。晶粒取向電工鋼分為多種質(zhì)量等級,其中高磁導(dǎo)率品種可以縮小變壓器的體積、減少絕緣油的用量,從而降低電氣損耗。變壓器的最低能效標(biāo)準(zhǔn),如美國的《某些商業(yè)和工業(yè)設(shè)備的能源效率計劃》以及歐盟的\h《生態(tài)設(shè)計指令》,都在力推使用更優(yōu)質(zhì)的晶粒取向電工鋼,頁碼|

變壓器(按重量計大型電力變壓 配電變壓

變壓器(按價值計大型電力變壓 配電變壓

其他鋁銅建筑鋼電工鋼IEA.CCBYIEA.IEA.CCBY202.5所需的其他材料包括銅、鋁、變壓器絕緣油、絕緣材料、壓板、紙、塑料、瓷和橡膠。鋁主要用于低壓配電變壓器;礦物油則用于所有類型的變壓器,對變壓器繞組(變壓器的制造方式因其大小而異。中壓變壓器和配電變壓器的生產(chǎn)涉及鐵芯、繞組和油箱的制造,鐵芯和繞組的組裝,以及變壓器的最終組裝和測試,技術(shù)要求并不高。其生產(chǎn)分布在世界各地的許多公司。大型電源變壓器的生產(chǎn)則集中在少數(shù)公司,因為需要特殊的設(shè)施(如繞組干燥箱、大功率測試實驗室等)。日立能源(瑞士)、西門子能源(德國)、三菱電機和東芝(日本)、通用電氣和西屋(美國)、現(xiàn)代重工(韓國)、正泰和中國西電(中國)以及Compton晶粒取向電工鋼的可得性對變壓器生產(chǎn)有重大影響。2020年,全球晶粒取向電工\h取向電工鋼短缺是變壓器行業(yè)一直面臨的問題,它導(dǎo)致該材料2022年的價格比2020年上漲了0%年俄羅斯的產(chǎn)能占全球的近0%(NOS)的需求增加,進(jìn)而導(dǎo)致一些鋼鐵生產(chǎn)商將部分生產(chǎn)從晶粒取向電工鋼轉(zhuǎn)向無取向電工鋼。半導(dǎo)體是面臨供應(yīng)短缺的另一領(lǐng)域。半導(dǎo)體市場在過去兩年里一直動蕩,預(yù)計該2024用的高壓直流換流閥的核心部件。高壓直流換流站還包括一系列其他組件,例如頁碼|頁碼頁碼|IEA.CCBY絕緣柵雙極晶體管、電容器、開關(guān)/斷路器、電阻器、電感器、電源變壓器、直流濾波器、控制系統(tǒng)和測量儀器。高壓直流電站組件的供應(yīng)鏈需要許多材料,包括硅、鋼、鋁、銅、鎳、聚合物和鋅。對高壓直流設(shè)備在未來十年的預(yù)期需求增長可能會給供應(yīng)鏈帶來額外壓力,而制造、工程、施工、項目管理等領(lǐng)域缺乏有經(jīng)驗的人員可能會加劇這種壓力。換流站的主要生產(chǎn)商是瑞士的日立能源(前身為ABB),其次還有西門子(德國)、通用電氣(美國)、三菱電機(日本)、南瑞繼保和中國電力科學(xué)研究院電力工程IEA.CCBY影響供應(yīng)鏈的另一動態(tài)是電網(wǎng)組件朝向更可持續(xù)的方向發(fā)展。一些轄區(qū)正在考慮逐步淘汰電網(wǎng)設(shè)備中的某些材料,如鉛和六氟化硫,而這些材料的替代品有限。各國電網(wǎng)在歷史發(fā)展、投資、當(dāng)前現(xiàn)代化建設(shè)等因素的影響下,運營年數(shù)不盡相同。電網(wǎng)設(shè)備的使用壽命也因具體組件、過載和容量問題、環(huán)境因素、維護方法和技術(shù)進(jìn)步而有所差異。電網(wǎng)是昂貴的資產(chǎn),其使用壽命往往比其連接的設(shè)備長很多。 典型設(shè)計壽命(年IEA.CCBY對于在電網(wǎng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用的變壓器以及變電站中的斷路器和其他開關(guān)設(shè)備而言,30-40405060重大調(diào)整,更換老化部件。然而值得注意的是,電網(wǎng)中仍然存在服役年數(shù)超過上述設(shè)計壽命的設(shè)備,特別是\h電源變壓器等昂貴資產(chǎn)。適當(dāng)?shù)木S護和保養(yǎng)可以大大IEA.CCBYIEA.CCBY這些老齡化的電力資產(chǎn)可能帶來重大的安全性和可靠性風(fēng)險。隨著時間推移,絕緣材料(例如變壓器中的絕緣材料)會老化,從而增加電氣故障、短路甚至火災(zāi)的發(fā)生概率。斷路器老化后,在故障時跳閘的可靠程度可能會降低。隨著電力資產(chǎn)老齡化,其可靠性將會降低,尤其是在運營年數(shù)超過額定壽命的情況下。這種不穩(wěn)定狀態(tài)不僅會導(dǎo)致停電,還可能在安全跳閘機制不能正常工作時造成設(shè)備損壞。此外,電氣設(shè)備老齡化也對故障設(shè)備附近的操作人員構(gòu)成安全風(fēng)險。老舊設(shè)備往往缺乏現(xiàn)代安全功能,從而具有較高的事故和人為失誤風(fēng)險。此外,老齡化資產(chǎn)需要更頻繁的維護和修理才能維持正常功能,因此維護和修理成本通常較高。設(shè)備老化后,用于替換的部件可能會變得稀缺或昂貴,可能還需要掌握過時技術(shù)知電網(wǎng)數(shù)字元件的使用壽命短得多,但創(chuàng)新速度也快得多。這些控制和保護系統(tǒng)的設(shè)計壽命通常為1520

不足10

輸電線路配電線路

輸電線路配電線路

超過20IEA.IEA.CCBY輸電線路配電線路IEA.CCBY\h50是由于電氣化進(jìn)程開始較早。然而,對老化的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行現(xiàn)代化改造的需要不斷增加,以便提高效率和可靠性,接納新能源??傮w而言,發(fā)達(dá)經(jīng)濟體中只有約23%10年,500年。相比之下,新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟體的電網(wǎng)比較新;這些電網(wǎng)是不久前為滿足日益增長的電力需求而建設(shè)的。在這些國家和地區(qū)的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施總量中,運營不足1040208%。在歐盟,0%以上的電網(wǎng)運營超過20家的電網(wǎng)長度增長不大,故此電網(wǎng)中老舊資產(chǎn)的占比很高。它們部署新輸電網(wǎng)主非洲大陸的電力基礎(chǔ)設(shè)施狀況存在顯著的地區(qū)差異,\h加納、肯尼亞、盧旺達(dá)等國\h電網(wǎng)現(xiàn)代化和擴展方面進(jìn)展顯著,而其他國家在發(fā)展和維護電網(wǎng)方面仍然面臨重大挑戰(zhàn)。印度的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施有新有舊,城市中心的電網(wǎng)的現(xiàn)代化程度高于農(nóng)村。該國一直積極致力于電網(wǎng)升級和擴展,以期改善電力供給、促進(jìn)可再生能源并5%1010年以下的輸電線路所占比例最高,過去十年間修建的輸電線路長達(dá)71IEA.CCBYIEA.CCBY電力系統(tǒng)在電氣化的早期階段以獨立運行為主。然而,隨著電力需求增長、地區(qū)合作發(fā)展,相鄰系統(tǒng)之間的互聯(lián)愈加普遍。1906年,瑞士建造了連接法國和意大利的輸電線路,歐洲實現(xiàn)了首次國際互聯(lián)。這是互聯(lián)電力系統(tǒng)發(fā)展的重要里程碑,為未來的跨境合作奠定了基礎(chǔ)??绱箨?、跨國境以及國家內(nèi)部地區(qū)之間的互聯(lián)化日趨電網(wǎng)互聯(lián)涉及輸電線路、變電站以及(大多數(shù)情況下)柔性交流輸電系統(tǒng)(設(shè)備的建設(shè)和運行。在同步電網(wǎng)中,所有相互聯(lián)接的系統(tǒng)都要精確地保持相同的電頻,需要高度的技術(shù)兼容性和運行協(xié)調(diào)性。在電網(wǎng)之間頻率不同步的情況下,高壓直流技術(shù)可以適應(yīng)任何額定電壓和頻率的電網(wǎng),因此適合用于通過輸電線路或背靠背換流站方式實現(xiàn)的互聯(lián)。當(dāng)需要高度靈活性或涉及離岸互聯(lián)時,也會使用這種互聯(lián)電網(wǎng)的優(yōu)勢包括更高的電網(wǎng)穩(wěn)定性、能源安全性以及電力供需波動管理靈活性。此外,互聯(lián)電網(wǎng)能夠集成太陽能和風(fēng)能等可再生能源,使清潔能源過剩的地區(qū)能夠?qū)㈦娏斔偷叫枨筝^高或發(fā)電能力較低的地區(qū)。這方面的范例之一是德國和挪威之間的互聯(lián)線路,即“北海連接線”,兩國通過該線路高效交換清潔電力,支持可再生能源發(fā)電并網(wǎng)。該線路有助于利用過剩的可再生能源,如挪威的水電和德國在儲能和電力交易方面,雖然可再生能源并網(wǎng)與優(yōu)化是主要因素,但電力系統(tǒng)的互聯(lián)也能起到重要作用。從經(jīng)濟角度看,通過電力交易和并網(wǎng),互聯(lián)化可節(jié)約成本、創(chuàng)造收入并優(yōu)化市場。國際能源署已就這一主題出版了多份報告,例如\hLarge-scleEectrityInteconnetion(《大規(guī)模電力互聯(lián)化》)、\hIntegratngowerSytemsarossBordrs,以及\hPowerSytemsnTraition(。一種新興的區(qū)域互聯(lián)方法是使用網(wǎng)狀高壓直流海上電網(wǎng),將海上電力資產(chǎn)連接到不同的轄區(qū),使發(fā)電機的電網(wǎng)連接也能發(fā)揮互聯(lián)樞紐的作用。目前,這一概念由歐洲主導(dǎo)推動,\h海上風(fēng)電場和\h能源島等有關(guān)項目正在連通不同國家。預(yù)計在未來10-20IEA.IEA.CCBY場高度一體化。根據(jù)歐洲輸電系統(tǒng)運營商網(wǎng)絡(luò)(ENTSO-E)發(fā)布的\h《2022\h規(guī)劃》,402030\h60非洲共有五個區(qū)域電力聯(lián)盟,包括\h西非電力聯(lián)盟、\h南部非洲電力聯(lián)盟(12個成員\h\h\h\h聯(lián)盟(10個成員國)。西非電力聯(lián)盟是西非國家經(jīng)濟共同體(ECOWAS)旗下各1999統(tǒng)一的區(qū)域電力市場,促進(jìn)西非國家經(jīng)濟共同體成員國之間的電力貿(mào)易。截至\h\h62。電線、電纜和變壓器容量仍將是電網(wǎng)的主體,但數(shù)字技術(shù)投資的重要性不容忽視;\h從216年的12%增加到222年的20%\h左右。系統(tǒng)運營商需要管理越來越多的分布式能源資源(如電動汽車、小型可再生能源發(fā)電廠和電熱泵)以及新的活躍參與者(如聚合商和消費者),因此需要實施新的數(shù)字化解決方案來提高電網(wǎng)的可觀測性,從而實現(xiàn)對能源流的實時監(jiān)控,尤\h202年約75大多數(shù)運營決策都是基于利用本地監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行的負(fù)荷流分析。在地方或國家框架內(nèi),如果電力從集中發(fā)電裝機容量到用戶端的流動在很大程度上是可預(yù)測的,那么這種系統(tǒng)運營的方法就能很好地發(fā)揮作用。隨著可再生能源分布式發(fā)電的市場占有率不斷提高,電網(wǎng)內(nèi)的能源流向變得更加難以預(yù)測,其特點往往是電力流向逆轉(zhuǎn),甚至?xí)须娏呐潆娋W(wǎng)流向輸電網(wǎng);因此,需要部署新的數(shù)字技術(shù)。從IEA.IEA.CCBY十億美元十億美元分析電動車公共充電基礎(chǔ)設(shè)施變壓器網(wǎng)絡(luò)和通信自動化和管理系統(tǒng)智能電表 IEA.CCBY\h遠(yuǎn)距離雙向能源流的出現(xiàn),以及波動性發(fā)電源的不斷增加,正在改變系統(tǒng)內(nèi)電力流的可預(yù)測性。分布式發(fā)電設(shè)施的功率注入量增加,可能會導(dǎo)致更多的動態(tài)系統(tǒng)正如關(guān)于電網(wǎng)現(xiàn)代化和數(shù)字化的\h3DEN(數(shù)字化需求驅(qū)動的電力網(wǎng)絡(luò)倡議)所強調(diào)指出的,數(shù)字技術(shù)在應(yīng)對能源領(lǐng)域出現(xiàn)的這些變化方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用,因此需要全面部署智能電網(wǎng)功能。智能電網(wǎng)協(xié)調(diào)電力系統(tǒng)所有行為體(發(fā)電企業(yè)、電網(wǎng)運營商、終端用戶和其他市場參與者)的需求和能力,盡可能高效地運營系統(tǒng)的各個部分,將成本和環(huán)境影響降到最低,同時最大限度地提高系統(tǒng)的可靠性、韌性在智能電網(wǎng)中,智能電表是提高配電網(wǎng)負(fù)荷流可見性的第一個節(jié)點,甚至在低壓電網(wǎng)中也是如此,同時還能讓用戶更加了解自己的用電量,并賦能動態(tài)和分時電價等新型計費結(jié)構(gòu)。此外,智能電網(wǎng)還為電網(wǎng)運營商了解電網(wǎng)健康狀況提供初步IEA.IEA.CCBYIEA.CCBY3DEN、\hUnlockingSmartGridOpportunitiesinEmergingMarketsandDeveloping\hEconomies(2023)、世界經(jīng)濟論壇、\hAcceleratingSmartgridInvestments(2010)所做的分析。先進(jìn)的監(jiān)測和控制設(shè)備及其相應(yīng)的軟件還能改善實時系統(tǒng)信息監(jiān)測和電網(wǎng)管理。電網(wǎng)遠(yuǎn)程控制可最大限度減少干預(yù)時間和需要在本地對電網(wǎng)執(zhí)行的操作數(shù)量,使電網(wǎng)的運營可以通過配備了專用監(jiān)督控制和數(shù)據(jù)采集(SCDA)的控制中心來實現(xiàn)。先進(jìn)的自動化工具使電網(wǎng)能夠自主采取行動,快速識別并隔離故障元件。例如,\h意大利國家電力公司和\h美國杜克能源已經(jīng)實施了中低壓電網(wǎng)自愈自動化,確保自動控制此外,通過實時掌握系統(tǒng)的健康狀況,可以更高效地利用現(xiàn)有資源,在不降低可靠性的前提下使電網(wǎng)更接近其真正的極限能力運行,還可以確定設(shè)備更新的最佳數(shù)字技術(shù)在現(xiàn)代輸電網(wǎng)中發(fā)揮重要作用。此類技術(shù)可以增加電網(wǎng)的容量,提升電網(wǎng)的效率、可靠性和靈活性,使電網(wǎng)能夠處理更高的負(fù)荷,更有效地傳輸電力。這也有助于避免建設(shè)新的線路,還可以在線路延伸部署速度不夠快的情況下提供幫助。動態(tài)線路評級實時監(jiān)測天氣條件和線路溫度,以相應(yīng)調(diào)整輸電線路當(dāng)時的電流承載能力。這項技術(shù)可以擺脫固定值方法,讓線路安全地在更接近熱極限的情況下靜止無功補償器(SVC)或靜止同步補償器(STATCOM)等柔性交流輸電系統(tǒng)是一類電力電子技術(shù)設(shè)備,可實現(xiàn)對電力流、電壓等級和其他穩(wěn)定特性的實時控制。它們可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)無功功率的產(chǎn)生,進(jìn)一步提高輸電容量和電網(wǎng)穩(wěn)定性。目前,此類電力電子設(shè)備還比較少見,在歐洲和澳大利亞的部署率相對較高。然而,隨著可再生能源發(fā)電占比增加,以及對負(fù)荷流量控制和電網(wǎng)質(zhì)量保證的需求增長,IEA.CCBYIEA.CCBY高壓直流輸電是另一項重要技術(shù),它通過高效輸送大量電力來支持系統(tǒng)運行,可以提供雙向負(fù)荷流控制和無功功率控制功能,并協(xié)助黑啟動過程。尤其值得一提的是,該技術(shù)能夠控制高壓直流線路上的電力流,實現(xiàn)優(yōu)化整個電網(wǎng)的電力流分監(jiān)測系統(tǒng)雖然過去在輸電網(wǎng)中已有應(yīng)用,如廣域管理系統(tǒng)(WAMS),但現(xiàn)在正在朝著規(guī)模更大、集成度更高的必然方向發(fā)展,包括擴大監(jiān)測范圍,覆蓋相互聯(lián)接的配電網(wǎng)——隨著可再生能源市場占有率不斷提高,這類配電網(wǎng)的復(fù)雜程度也在增加。在這些系統(tǒng)中,嵌入式高級分析和人工智能(AI)算法能夠處理大量數(shù)據(jù),預(yù)測電力需求規(guī)律和電網(wǎng)潛在問題。通過預(yù)測需求高峰、識別潛在輸電瓶頸,運營商可傳感器可以安裝到變壓器、斷路器等關(guān)鍵但昂貴的資產(chǎn)上,提供有關(guān)資產(chǎn)健康狀況的寶貴反饋。這樣就能實現(xiàn)主動和預(yù)防性維護,在代價高昂的故障發(fā)生之前就發(fā)現(xiàn)和解決有關(guān)問題。由此,更好地了解這些昂貴資產(chǎn)的狀況有助于優(yōu)化其使用,在無人機、衛(wèi)星技術(shù)等新技術(shù)的使用徹底改變了輸配電網(wǎng)的線路巡查工作。線路巡查不再依靠昂貴的直升機,而是可以使用無人機和衛(wèi)星成像技術(shù),捕捉有關(guān)圖片、視頻和熱圖像并對其進(jìn)行自動評估。這不僅大大減少了工作量,還能在巡查過程中在數(shù)字化取得發(fā)展的同時,我們也必須關(guān)注數(shù)字化給電網(wǎng)帶來的風(fēng)險。雖然數(shù)字技術(shù)帶來諸多好處,但由于越來越多的數(shù)字設(shè)備連入網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)攻擊的攻擊面將急劇擴展。與此同時,隨著分散式發(fā)電源的興起和許多實體通過通信技術(shù)實現(xiàn)互輸電系統(tǒng)被認(rèn)為是關(guān)鍵的國家基礎(chǔ)設(shè)施。人們?nèi)找嬲J(rèn)識到網(wǎng)絡(luò)攻擊對輸電系統(tǒng)的完整性構(gòu)成威脅。例如,\h2023年《英國國家風(fēng)險登記冊》指出,關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施遭%-25%,近年來,隨著數(shù)字化進(jìn)程的推進(jìn),網(wǎng)絡(luò)事件的數(shù)量不斷增加;全球范圍內(nèi),針對關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)攻擊造成重大社會干擾的案例屢見不鮮。特別是在電力部門,必須對這些變化做出適當(dāng)且及時的反應(yīng),因為大規(guī)模停電會直接影響人們的生命和財產(chǎn)。6,22.5\h頁碼|2016意軟件直接操控電網(wǎng)設(shè)備。這表明,即使在很短的時間內(nèi),攻擊方法的復(fù)雜程度

IEA.IEA.CCBY IEA.CCBY\h(關(guān)于數(shù)字化和互聯(lián)程度增加給安全電力供應(yīng)帶來的未能完善管理的風(fēng)險,還有另:2022年2\h5800臺風(fēng)力渦\h機對于需要互聯(lián)網(wǎng)連接的發(fā)電機組,要積極主動開展評估,以發(fā)現(xiàn)并處理好網(wǎng)絡(luò)安全的任何薄弱環(huán)節(jié)。在太陽能光伏和風(fēng)力渦輪機控制門戶中,\h已觀察到的安全漏\h洞與互聯(lián)網(wǎng)接入路由器和缺乏加密虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)連接有關(guān)。在減載期間,用于傳輸調(diào)整電力輸出的脈動技術(shù)的通信信號面臨可能被第三方解密和覆蓋的風(fēng)險。以上表明,隨著電力系統(tǒng)不斷擴大,尚不具備足夠的網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議來確保電電氣化凸顯了電力安全與日俱增的重要性。我們開始看到快速變化的能源格局對電網(wǎng)和電力系統(tǒng)安全的影響。如果我們不能走在變化前面,不僅脫碳目標(biāo)的實現(xiàn)電力對我們生活的方方面面都至關(guān)重要:它驅(qū)動我們的機器和交通運輸系統(tǒng),為我們的信息技術(shù)和醫(yī)療設(shè)備提供動力,并通過提供照明、制冷和采暖來提高我們頁碼|的舒適度。簡而言之,電力是\h我們社會繁榮不可或缺的,與食物和飲用水同等重要。隨著電力消費持續(xù)增長,以及電力在終端能源消費總量中的比例不斷增加,2021年,全球最終用電總量中,工業(yè)用電占43%,其次是住宅(27%)求下降。2022\h2%,驅(qū)動力 發(fā)達(dá)經(jīng)濟 新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟太瓦時108642

其他住宅交通運輸電氣化率(右軸)IEA.IEA.CCBY IEA.CCBY來源:IEA(2023),\hWorldEnergyStatistics。000年的6%21%于石油??梢姡娏υ谌蚰茉唇Y(jié)構(gòu)中的重要性日益增加,這一趨勢預(yù)計將會繼續(xù)。電力需求增長的驅(qū)動因素是終端電氣化程度提高,以及全球\h電力普及率不斷\h上升。在建筑物用電中,\h20%用于制冷——由于活動的增加和空調(diào)的使用,建筑物\h自2000222現(xiàn)\h兩位數(shù)增速。電氣化進(jìn)程通過提高效率來減少用能總量,從而增強國家能源安目前交通運輸部門的用電量僅占用電總量的一小部分,202年\h全球電動汽車電量在最終用電總量中的占比不足0.%。不過,電氣化交通運輸正在得到日益廣泛的采納,特別是在公路交通運輸領(lǐng)域,\h電動汽車新車銷量每一年都創(chuàng)下新高。000個社區(qū)\h\h頁碼|IEA.CCBYIEA.CCBY隨著我們對電力的依賴加深,我們面對停電也更加脆弱;因此,電力安全日益成為當(dāng)務(wù)之急。\h供電中斷可能導(dǎo)致我們無法進(jìn)行通信、使用安全機制、運行生命維持裝置、儲存食物、控制溫度和光照,以及(特別是在城市環(huán)境中)進(jìn)行通風(fēng)、停電是由發(fā)電或電網(wǎng)故障或不足造成的,其原因可能是技術(shù)和供給問題、自然威脅、人為干擾或多種原因的組合。根據(jù)我們的評估,最常見的停電原因是電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施局部故障,其中大部分發(fā)生在配電網(wǎng)。這些故障通常由一些小事故造成,如樹木生長干擾電線、設(shè)備故障和天氣狀況。此類停電雖然通常不會像新聞報道IEA.CCBY更大范圍的停電根據(jù)其特點可分為三大類:連鎖停電、減載停電和長時間限電。在成熟的電力系統(tǒng)中,此類事故在供電中斷事故總數(shù)中的占比通常較低,但它們連鎖停電或黑色系統(tǒng)事件是指由初始停電(發(fā)電或電網(wǎng))觸發(fā)引起全部或部分電力系統(tǒng)大規(guī)模崩潰,從而導(dǎo)致更多的一系列線路過載和發(fā)電機跳閘。例如,2022年10\h影響到約1.32023年3\h\h2000201年5月,中國臺北也經(jīng)歷了由一條輸電線路故障引發(fā)的\h連鎖停電。此外,哈薩克斯坦曾有一條主要輸電線被切斷,造成一場\h影響到哈薩克斯坦、吉爾吉斯斯坦和烏茲\h別克斯坦頁碼|頁碼頁碼|IEA.CCBY減載是系統(tǒng)運營商通過切斷電力系統(tǒng)部分負(fù)荷來保障系統(tǒng)平衡的最后手段。采用這種方法可以阻止連鎖停電、穩(wěn)定系統(tǒng)并盡可能減少受影響的用戶數(shù)量。減載也可用于管理發(fā)電量減少的情況,例如,202年\h孟加拉國和巴基斯坦的大規(guī)模停電,就IEA.CCBY2007供給短缺和電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施老化等因素造成減載日趨嚴(yán)重,\h2022\h5%。氣候變化導(dǎo)致\h極端天氣事件的頻率、嚴(yán)重程度和分布范圍,從而加劇停電風(fēng)險。在許多國家,電力網(wǎng)絡(luò)是\h氣候?qū)е峦k姷闹饕颍徽J(rèn)為是電力系統(tǒng)中最容易受到氣候影響的部分。例如,氣旋、\h極端寒潮和熱浪能夠造成停電,因為它們損害電網(wǎng)、破壞供需平衡,還可能會因無法提供采暖或制冷用電而造成生命損失。國際能源署的《氣候韌性促進(jìn)能源安全》(\hClmateResiienceorEnergy\hSecurit)10%的電力網(wǎng)絡(luò)受到熱帶氣旋的影響,尤其是在北美、澳大利亞和東亞。同時,目前5018%20天。不同發(fā)達(dá)經(jīng)濟體之間的電力供給可靠性差異很大,與新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟體相比差異更大。不同國家的電網(wǎng)可靠性的比較工作頗具挑戰(zhàn)性,因為數(shù)據(jù)集的完整程度不同,而且有關(guān)數(shù)據(jù)很少明確區(qū)分源自發(fā)電機或輸配電網(wǎng)的供電中斷。在提供此類信息的四個國家中,即\h美國、\h日本、\h澳大利亞和\h智利,90%以上的供電中斷源于配電網(wǎng)。在\h歐盟,雖然沒有單個停電事件的綜合數(shù)據(jù),但在比較不同電壓等級的可靠性指標(biāo)時,可以明顯看出大多數(shù)停電事件都源于低壓電網(wǎng)。我們預(yù)計,在沒有重大電力供給問題(如長期發(fā)電不足或燃料短缺)的地區(qū),情況類似。在具有上述問題的地區(qū),預(yù)計電網(wǎng)造成的供電中斷比例相對低一些,但仍然相當(dāng)可觀。從終端用戶的總體停電情況來看,供電可靠性存在巨大差異;系統(tǒng)平均中斷持續(xù)時間指數(shù)(AIDI)通常被用于報告終端用戶的總體停電情況,它衡量的是每個用戶每年的停電小時數(shù)。伊拉克、巴布亞新幾內(nèi)亞等停電較多的新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟體的用戶所經(jīng)歷的平均停電時間約為大多數(shù)其他新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟體的40倍;而大多數(shù)其他新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟體的平均停電時間約為印度和美國的不同發(fā)達(dá)經(jīng)濟體之間在供電可靠性方面也有相當(dāng)大的差異,停電時間通常為平均16法不一致的影響。例如,在計算總體配電區(qū)指標(biāo)的過程中,用于確定非瞬時停電是否納入報告的持續(xù)時間閾值(以分鐘為單位)可能有相當(dāng)大的差異,停電探察機制和\h事件影響加權(quán)方法也可能有很大的不同。停電數(shù)據(jù)收集不完整、不統(tǒng)一,阻礙了通過針對性措施和國際知識共享來改善供電可靠性的工作。例如,美國的(2013-221\h一項\h。IEA.IEA.CCBY 260010EAWorldBank(2020\hDoingBusiness2020;EIA(2023)、\hReliabilityMetricsofU.S.\hDistributionSystem所做的分析。與電網(wǎng)有關(guān)的停電對世界各地經(jīng)濟具有重大影響。據(jù)我們估算,2021年僅電網(wǎng)引1000濟損失主要來自企業(yè)因斷電而損失的生產(chǎn)力、供應(yīng)鏈的中斷,以及設(shè)備的潛在損壞。此外,間接經(jīng)濟損失(如備用柴油發(fā)電機的燃料消耗)在有些地區(qū)可能很嚴(yán)\h4。

IEA.IEA.CCBY 為 然Bundesnetzagentur(2021),\hElectricityMetrics;Epia?Seffafl?kPlatformu(2021),\hFailure\hInformation;DepartmentofEnergy(2021),\hAnnualSummaries;PowerReliabilityManagementandProjectQualitySupervisionCenter,NationalEnergyAdministration(2022),\h2021NationalElectricPowerReliabilityAnnual\hReportAusGrid(2021\hPastOutageDataWorldBank2021\hValuelostduetoelectricaloutagesofsales\hforaffectedfirms)所做的分析。造成上述影響的主要原因在不同國家之間可能有很大差異。在極端天氣事件發(fā)生頻率較低的地區(qū)(如歐洲),很大一部分電網(wǎng)相關(guān)停電事件都可追溯到與設(shè)備老化有關(guān)的技術(shù)故障。常見的技術(shù)故障源是電源變壓器、儀表變壓器和電纜。在更容易受到強降水、風(fēng)暴、季風(fēng)、龍卷風(fēng)等自然現(xiàn)象影響的其他地區(qū),自然災(zāi)害和天氣事件原因在電網(wǎng)停電事故中所占的比例可能相對較高。在許多地區(qū),意外損壞、安裝錯誤、人為破壞等人為因素仍然較多;在有些國家,電網(wǎng)盜竊、人為破以上論述凸顯了電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施在減少停電及相關(guān)經(jīng)濟損失方面的作用。由于各國電網(wǎng)故障的具體原因和源頭可能大相徑庭,因此電力安全和韌性的優(yōu)先事項可能會相應(yīng)地有所不同,例如優(yōu)先事項可能是網(wǎng)絡(luò)冗余、加固、現(xiàn)代化或數(shù)字化。關(guān)于停電的統(tǒng)一而全面的數(shù)據(jù)(包括停電的源頭和原因)有助于確定這些優(yōu)先事項??傊?,要實現(xiàn)供電安全,就必須將充足、妥善維護和監(jiān)測到位的電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施與充足的IEA.CCBYIEA.CCBY在政策激勵和成本降低的作用下,太陽能和風(fēng)能發(fā)電量急劇增加,有助于電力部門去碳化。新項目首先需要申請并網(wǎng),等待批準(zhǔn)后才能推進(jìn)。在并網(wǎng)項目隊列中,一些項目處于并網(wǎng)流程的后期階段,有效地反映了項目資源儲備情況。但是,也有一部分項目可能僅僅表明了開發(fā)商意向,因為在許多國家,申請加入并網(wǎng)隊列可能目前,美國、西班牙、巴西、意大利、日本、英國、德國、澳大利亞、墨西哥、智利、印度和哥倫比亞的太陽能光伏發(fā)電、風(fēng)電、水電和生物能發(fā)電的并網(wǎng)申請05處于后期階段,并已簽署并網(wǎng)協(xié)議或并網(wǎng)協(xié)議正在積極審議中;這部分容量相當(dāng)于20225,5億千瓦屬于晚期項目,這些項目已經(jīng)簽署了并網(wǎng)協(xié)議,或已進(jìn)入簽署前的最后階段;如果開發(fā)商繼續(xù)提供資金支持,這些項目在未來五年內(nèi)大概率會并網(wǎng)。在參與調(diào)查的0%10是否需要對電網(wǎng)進(jìn)行升級;如果需要開發(fā)額外的電網(wǎng),則這些項目可能會停滯不15在中期內(nèi)投運的可能性較小。這部分申請中,很多可能只是早期意向表達(dá),項目可能需要額外的可行性研究,該等可行性研究可能會延長程序,增加開發(fā)商的財務(wù)負(fù)擔(dān)。要接納申請并網(wǎng)的先進(jìn)光伏和風(fēng)電項目的巨大容量,就必須在短期內(nèi)對輸配電網(wǎng)進(jìn)行大規(guī)模擴建。例如,在西班牙,如果目前已獲得電網(wǎng)許可的太陽能和風(fēng)能項2022礎(chǔ)上,如果目前處于晚期階段的太陽能和風(fēng)能項目都完成部署,則意大利和美國45%5%35%,2216%,10%,哥倫比亞1能源項目數(shù)目眾多,這既證實了開發(fā)商的濃厚興趣,也表明近期的可再生能源發(fā)展激勵政策取得了成功。雖然這些項目并不都能保證并網(wǎng),但實現(xiàn)并網(wǎng)的項目所吉瓦吉瓦11111

太陽能光 風(fēng) 生物 水

IEA.IEA.CCBY后期 評審中 早期/小概率 太陽能光伏風(fēng)電生物能水電可再生能源裝機容量IEA.CCBY注釋(右圖):圖中的所有容量均來自國家級并網(wǎng)隊列公開數(shù)據(jù)。美國容量的并網(wǎng)隊列數(shù)據(jù)來自CO、CT、O、PM、NSOEdSPieontns、painEcicCpave、inabceielklsCodoercoelePersitheeLh、ul&orCyfosgesptntfWerndPe、keala、keliaueos、lPoltcFraLhtadPer、GrarssinmnIealIitonDtctIhoPe、csvleEtceret、LiiesadltcoayndeuyUlisoayNVeyPtnderlEcic、PlcrceoayfewMio、PtevrerAhiy、Steoer、StrnlticCpaonfMssp、uenCpyStRerrjtTsnEcicwrrSteerinadamsnTnselyuoty,srnPwrmirinDltckdoercoreokToultcPerNwk態(tài);EOPerd,可再生能源項目并網(wǎng)狀態(tài);uulrcorGd,可再生能源項目并網(wǎng)狀態(tài);kiuEcicwrrsson&DtbinaaiamsnadDtbin生能源項目并網(wǎng)狀態(tài);CukuEcicoramsn&sitn,可再生能源項目并網(wǎng)狀態(tài);SkuEcicPerTniin&sitnuultcoerTniindDtbin,可再生能源項目并網(wǎng)狀態(tài);OnaercPr,可再生能源項目并網(wǎng)狀態(tài);巴西:EL;意大利:TNA;英國:gm;德國:neeanr;澳大利亞:AO;墨西哥:NE;智利:EN;哥倫比亞:E;印度:A)目前,發(fā)電能力的快速發(fā)展,尤其是可再生能源的發(fā)展,步伐超過了必要輸配電網(wǎng)升級投資,這可能會影響可再生能源的長期發(fā)展。資本流動和投資的激增顯示在有些市場中,電網(wǎng)容量不足阻礙了可再生能源的快速增長。在荷蘭,由于太陽206-202920212029\h2013年由于對系統(tǒng)的擔(dān)憂,屋頂太陽能安裝\h出現(xiàn)停滯,不過后來發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)潛在升級可以接納額外容量,安裝\h得以繼續(xù)。在南非,最近一輪可再生能源拍賣中\(zhòng)h沒有任何陸\h上風(fēng)電容量成交,因為當(dāng)時提議的所有項目都位于沒有電網(wǎng)的地區(qū)。在美國,PJM26年前\h。目前的政策措施已提高了可再生能源在電力結(jié)構(gòu)中的比例,相應(yīng)地將會增加等待并網(wǎng)的發(fā)電容量。這就需要對電網(wǎng)進(jìn)行升級,使其能夠接納新的發(fā)電產(chǎn)能,將電力從高潛力地區(qū)輸送到需求中心,并有能力提供靈活性服務(wù)。旨在于短期內(nèi)實現(xiàn)發(fā)電產(chǎn)能部署而采取的臨時政策解決方案,必須與促進(jìn)未來發(fā)展的長期規(guī)劃和投IEA.CCBYIEA.CCBY發(fā)電機組的最佳調(diào)度方式,即決定每個發(fā)電廠在任一時刻的發(fā)電量的方式,通常遵循成本最小化原則;不過,并非所有國家都一定采用經(jīng)濟最低成本調(diào)度。成本最小化原則是指先盡可能充分調(diào)度成本最低的發(fā)電設(shè)備,再調(diào)度成本次低的發(fā)電設(shè)備。然而,當(dāng)存在電網(wǎng)容量約束(輸電能力不足)時,可能會發(fā)生變化。如果成本最低的電力無法得到傳輸,就不應(yīng)該生產(chǎn),否則會危及電網(wǎng)安全。在這種情況下,需要在考慮到電網(wǎng)阻塞的情況下,調(diào)度成本較高的發(fā)電設(shè)備來滿足電力需求。這就是電網(wǎng)阻塞管理的一個實例。其他實例包括發(fā)電量下調(diào)、儲能技術(shù)的使在垂直一體化的公用事業(yè)結(jié)構(gòu)中,系統(tǒng)運營商即是發(fā)電機組和電網(wǎng)的擁有者,也是運營者,可能只需調(diào)控發(fā)電廠的輸出,就可以通過調(diào)度來平衡電網(wǎng)中的電力流。這種結(jié)構(gòu)在新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟體很普遍。如果電網(wǎng)運營商和發(fā)電廠所有者/運營商是不同的實體,則可通過發(fā)出分區(qū)價格信號或提出發(fā)電計劃變更要求(如重新調(diào)盡管在成本優(yōu)化調(diào)度中可能會出現(xiàn)一定程度的阻塞,但持續(xù)高度阻塞則表明存在結(jié)構(gòu)性失衡,可能危及電力安全,大幅增加運營成本,并影響新發(fā)電廠的發(fā)展。鑒于結(jié)構(gòu)性阻塞的影響日益嚴(yán)重,并為了更好地了解如何設(shè)計一個共同框架來解\h(ACE)于203\h無論是否存在市場(以及市場采用何種設(shè)計),電網(wǎng)阻塞通常都會產(chǎn)生系統(tǒng)運營成本,這意味著電力本身的成本和消費者支付的費用都會增加。這是因為需要在(如極端天氣)導(dǎo)致電力需求或供給激增或造成設(shè)備故障。系統(tǒng)運營商采取多種措施來管理輸電網(wǎng)中的此類過載風(fēng)險:或提前調(diào)度,或在實時運營中采取補救措首先,系統(tǒng)運營商在做調(diào)度決策時,可以考慮電網(wǎng)容量約束,降低過載風(fēng)險。分(例如美國的PJM)量。在大競標(biāo)區(qū)內(nèi)統(tǒng)一電價市場方案下(如德國),初始調(diào)度可能需要更多的實時修正,因為它沒有考慮子地區(qū)內(nèi)的電網(wǎng)容量約束。在澳大利亞,調(diào)度過程中會應(yīng)用約束方程,以將結(jié)構(gòu)性電網(wǎng)容量約束納入考量。在歐洲,在協(xié)調(diào)整個地區(qū)的國家一級調(diào)度時,也會考慮跨境傳輸約束。此外,在某些情況下,\h電價系統(tǒng)中的\h位置信號可以用于引導(dǎo)新建發(fā)電廠和新增負(fù)荷的發(fā)展,以避免阻塞。在這種情況頁碼|頁碼頁碼|IEA.CCBY其次,系統(tǒng)運營商可以實時采取補救措施,避免過載。任何系統(tǒng)運營商都可以執(zhí)行命令和控制措施,如下調(diào)發(fā)電量、啟動需求響應(yīng)儲備、實施減載以及采用其他電力流控制技術(shù)。此外,\h歐洲一體化電力市場等市場中的系統(tǒng)運營商可利用市場交易方法,如系統(tǒng)運營商在兩個競標(biāo)區(qū)之間發(fā)起對銷交易(跨區(qū)交換),來緩解物理約束。這些措施的成本包括發(fā)電企業(yè)損失的生產(chǎn)收入,以及系統(tǒng)運營商從市IEA.CCBY阻塞管理成本數(shù)據(jù)并不總能得到明確收集和報告。特別是在系統(tǒng)運營商既擁有又運營發(fā)電機組和電網(wǎng)的國家,此類成本被認(rèn)為是內(nèi)部核算事項。在系統(tǒng)運營商有義務(wù)報告成本的市場中,有關(guān)指標(biāo)也可能因普遍采用的阻塞管理技術(shù)不同而有差異。不過,對于報告成本的少數(shù)系統(tǒng),可以通過將所實施的補救措施的直接成本 美 德 英 GridStrategies(2023),\hTransmissionCongestionCostsintheU.S.RTOs;Bundesnetzagentur2023)\hNetznengpassmanagementNationalGridESO2023\hMonthlyBalancingServices\hSummary所做的分析。\h450萬千瓦1太陽能光伏發(fā)電裝機所需的投資額。與此同時,\h21018502太陽能光伏發(fā)電裝機所需的投資額。2021/22年冬季(113月)就因傳輸約束而花費了近10\h\hIEA.CCBY以上的輸電阻塞成本估算突出表明,充足的電網(wǎng)投資對于降低系統(tǒng)成本具有重要意義。電網(wǎng)擴容會解決阻塞問題,并因此不再需要采取昂貴的阻塞管理措施。雖然運營成本只占新輸電線路修建成本的一小部分,但需要積極評估結(jié)構(gòu)性阻塞造成的累積運營成本,因為此類成本可能會高到足以證明投資于基礎(chǔ)設(shè)施增建或升級是更為合理的選擇。因此,一種可能有益的做法是將總支出法IEA.CCBY電網(wǎng)阻塞除了增加現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施的運營成本以外,還可能導(dǎo)致許多發(fā)電項目的商業(yè)價值降低(或根本不可行),對可再生能源項目尤其如此。電網(wǎng)阻塞可能導(dǎo)致某些地區(qū)可再生能源棄電,這通常意味著要在其他地方啟動成本和碳強度更高的火電廠。如果電網(wǎng)阻塞問題已經(jīng)存在,可能導(dǎo)致發(fā)電項目并網(wǎng)隊列延長,也可能導(dǎo)致項目開發(fā)商認(rèn)為投資風(fēng)險太大而取消計劃;這兩種情況都可能導(dǎo)致可再生資源價值喪失。至少歐盟內(nèi)部已經(jīng)意識到了這個問題,對于與電網(wǎng)相關(guān)的棄電,歐盟\h于2019在配電層面,利用電價機制解決阻塞問題尤其具有挑戰(zhàn)性。配電網(wǎng)中的阻塞點只能通過適當(dāng)位置的特定資源來管理,這就需要高度數(shù)字化,如信息平臺、監(jiān)督/監(jiān)測系統(tǒng)和遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。由于通過管理本地資源來解決阻塞問題的難度很大,所以必須擴大和加固配電網(wǎng),以將連入配電網(wǎng)的可再生能源產(chǎn)生的電力輸送到電壓在實時運行之前和期間,系統(tǒng)運營商可采取的措施之一是可再生能源棄電。例如,其原因可能是整個系統(tǒng)供需失衡(由于需求異常低或供給過剩)、特定輸電線路走廊的電網(wǎng)阻塞,或保持系統(tǒng)穩(wěn)定。雖然較低水平的棄電可被認(rèn)為是電力系統(tǒng)正常運作的一部分,但高水平棄電則表明需要采取新的措施??稍偕茉礂夒娡ǔ?yīng)當(dāng)是系統(tǒng)運營商最后的選擇之一,因為棄電可能會造成巨大的價值損失,特別是波動近年來,一些國家的可再生能源棄電已達(dá)到相當(dāng)高的水平,造成可再生資源價值大幅損失。從近年來可再生能源發(fā)電量增長強勁的十個樣本市場(占全球太陽能5%),201340IEA.IEA.CCBYVREVREVREVREVREVREVREVREVREVREVREVRE2019 2020 2021 2022IEA.CCBY來源:IEA(2023\hRenewablesMarketUpdateJune2023電網(wǎng)阻塞引起的可再生能源棄電與輸配電能力部署的進(jìn)展(或缺乏進(jìn)展)之間具有直接聯(lián)系。盡管存在一些有益的補充解決方案,如通過電動汽車靈活充電進(jìn)行儲電,但在許多情況下,要充分釋放可再生資源的潛力,就必須投資于電網(wǎng)。例如,中國從2013年的15%等其他市場,連通波動性可再生能源豐富地區(qū)的電網(wǎng)輸電項目進(jìn)展緩慢,導(dǎo)致大比例的波動性可再生能源成為大量棄電。一般來說,在特定輸電線路走廊上有針對性地增強電網(wǎng)可顯著緩解上述問題,因為資源豐富的可再生能源產(chǎn)電地區(qū)通常輸配電系統(tǒng)的損耗是多種因素和多年發(fā)展的結(jié)果。隨著系統(tǒng)損耗增加,滿足相同水平需求所需的發(fā)電量也相應(yīng)增加。雖然損耗率在不同地區(qū)有較大差異,但損耗率較低通常表明系統(tǒng)效率較高。人口密度、氣候、電網(wǎng)規(guī)劃、投資水平、可再生能源占比、電力需求結(jié)構(gòu)等因素都會影響總發(fā)電量中有多大百分比輸送到終端用戶。然而,由于每個電力供需平衡區(qū)的上述因素及其相對權(quán)重不同,因此電網(wǎng)損低人口密度地區(qū)的電網(wǎng)往往更加分散,這意味著電力從發(fā)電站到終端使用中心的距離更遠(yuǎn)。雖然高壓直流輸電線路等技術(shù)旨在最大限度減少遠(yuǎn)距離輸電損耗,但較分散的系統(tǒng)與更緊湊的系統(tǒng)相比,通常損耗更高,特別是由于前者配電網(wǎng)絡(luò)線路更長、覆蓋面更廣。電網(wǎng)損耗也受到氣候影響,高溫會增加損耗,對架空線路尤其如此,因為架空線路比地下電纜更容易受到氣溫變化的影響。年度電網(wǎng)損耗還受到天氣波動以及與天氣事件的影響年度,因此,單年損耗數(shù)據(jù)可能與地區(qū)平在設(shè)定途徑以最大限度減少未來損耗方面,電網(wǎng)規(guī)劃和投資發(fā)揮關(guān)鍵作用,尤其是在需求水平和可再生能源都必將增加的情況下。如果沒有適當(dāng)?shù)囊?guī)劃來減少阻塞,使電網(wǎng)適應(yīng)由更多分布式可再生能源發(fā)電來滿足更高需求的新情況,那么未來電網(wǎng)的損耗將會增加。在輸配電發(fā)展規(guī)劃得當(dāng)?shù)南到y(tǒng)中,隨著系統(tǒng)越來越先進(jìn),總的損耗百分比通常會下降。損耗降低方面有一種例外情況,即通過使用動態(tài)線路評級和高溫低下垂(TLS) 球

發(fā)達(dá)經(jīng)濟體

IEA.IEA.CCBY IEA.CCBY在全球范圍內(nèi),2022年由于電網(wǎng)技術(shù)性損耗而損失的發(fā)電量為2.1萬億千瓦時,全球平均損耗略低于8%??梢?,目前許多系統(tǒng)的效率相當(dāng)高,但各國的效率水平不盡相同,從長遠(yuǎn)來看,減少損耗仍是許多地區(qū)電網(wǎng)規(guī)劃的關(guān)鍵目標(biāo)。2022年,發(fā)達(dá)經(jīng)濟體的損耗率略高于6%,而新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟體的平均損耗率略低于9%。降至4%左右,處在發(fā)達(dá)經(jīng)濟體的范圍內(nèi)。韓國和日本的損耗率一直處于最低水平,近年來均低于5%。地區(qū)之間的這種巨大差異不僅反映了電網(wǎng)的發(fā)展水平,也是總體除了物理電網(wǎng)設(shè)備的技術(shù)性損耗外,配電網(wǎng)中還存在非技術(shù)性損耗,主要是竊電和未計量用電。非技術(shù)性損耗在新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟體中相對較為嚴(yán)重,但此類損耗可能發(fā)生在任何地區(qū),因為它們與監(jiān)控電力消費的效率有關(guān)。這類損耗通常由表外用電、篡改電表和非法接電造成,可能與社會經(jīng)濟條件有關(guān);也可能由計量錯誤造成,常見計量錯誤包括自動/手動讀表錯誤,以及電表缺陷、故障或錯頁碼|由于發(fā)電日益依賴公用事業(yè)規(guī)模的風(fēng)能和太陽能光伏系統(tǒng),而這些系統(tǒng)往往遠(yuǎn)離人口稠密的城市和消費中心,因此遠(yuǎn)距離傳輸此類電力至關(guān)重要。在發(fā)電和電力服務(wù)之間部署必要的電網(wǎng)連接非常復(fù)雜,涉及多個利益攸關(guān)方,可能需要多年時間。大型輸電系統(tǒng)項目可能需要十年或更長時間才能完成,往往比連入這些輸電不同電力線路的典型審批和施工時間差別很大。在發(fā)達(dá)經(jīng)濟體中,一條超高壓架空線路(20-13-84年內(nèi)完成。

中國 印度歐盟 美國IEA.CCBYIEA.CCIEA.CCBY空線路和超高壓線路=220-765與發(fā)達(dá)經(jīng)濟體相比,中國和印度的輸電線路前導(dǎo)時間明顯較短。在中國,這主要是由于集中決策和政府優(yōu)先戰(zhàn)略,后者旨在通過特高壓線路連接?xùn)|部負(fù)荷中心與可再生能源豐富的北部和西部省份。印度也是類似的情況,政府通過國家計劃(如綠色能源走廊),在大量投資的支持下,優(yōu)先快速發(fā)展邦際和邦內(nèi)輸電能力。在專門政策工具的助力下,數(shù)千公里的線路在創(chuàng)紀(jì)錄的時間內(nèi)快速完成鋪設(shè),其驅(qū)動力最初是對電力安全的迫切關(guān)注,最近則是從可再生能源區(qū)輸出綠色電力的宏美國和歐盟等發(fā)達(dá)經(jīng)濟體的前導(dǎo)時間較長,一個重要原因是許可和公眾參與程序受到更多關(guān)注。此類程序中,利益攸關(guān)方可以使用有關(guān)手段合法反對新建基礎(chǔ)設(shè)施項目;一方面可能會延遲新項目立項,另一方面對于確保公眾觀點得到充分考頁碼|IEA.CCBYIEA.CCBY電網(wǎng)項目開發(fā)通常分為三個階段:范圍界定、許可和建造。每一個階段都經(jīng)常遇到延誤,對于高壓互聯(lián)線路尤甚,從而進(jìn)一步增加了這些項目本已很長的前導(dǎo)時間。IEA.CCBY\h\h在范圍界定階段,基礎(chǔ)設(shè)施項目無論性質(zhì)如何,都可能遇到財務(wù)挑戰(zhàn),具體取決于項目的商業(yè)模式。例如,輸電和配電項目通常按受監(jiān)管資產(chǎn)商業(yè)模式運作,這種模式對收入和投資回報實施管控。雖然一些發(fā)達(dá)經(jīng)濟體已經(jīng)建立了支持此類項目的融資機制,但新興市場往往因資本成本高、吸引私人投資難而面臨障礙。在非洲,許多國有公用事業(yè)企業(yè)的財務(wù)狀況岌岌可危,而私人又沒有得到廣泛授權(quán)參與電網(wǎng)建設(shè);此外,電網(wǎng)項目往往因政治不穩(wěn)定、腐敗、破壞行為等具有較高風(fēng)險。與風(fēng)電場、太陽能光伏系統(tǒng)等本地項目不同,電網(wǎng)項目通常涉及整條線路沿線的多個管轄部門和管轄區(qū),需要這些部門和轄區(qū)都完成審查并接受相關(guān)計劃才能獲得批準(zhǔn)。項目還必須要編制路線規(guī)劃和報告、開展可行性研究、編寫土壤報告、評估條件和規(guī)格,并需要整條規(guī)劃路線涉及的利益攸關(guān)方參與。例如,在德國建造340Ulrant\h1500算錯誤。在歐洲,\h超過四分之一的的電力共同利益項目(PCIs)受到延誤,最主要的延誤原因是許可審批。美國和澳大利亞等國也存在類似的困難。頁碼|頁碼頁碼|IEA.CCBY缺乏社會支持也會造成前導(dǎo)時間大大增加,包括各政黨和利益集團對能源基礎(chǔ)設(shè)施的長期目標(biāo)和戰(zhàn)略愿景缺乏廣泛共識。尤其值得一提的是,政府變動可能會使項目開發(fā)速度放緩或陷入停滯。來自當(dāng)?shù)乩尕P(guān)方、環(huán)保主義人士和原住民群體的反對常常會阻礙或中止項目推進(jìn),尤其是在事先溝通和協(xié)商不足的情況下。\h歐洲輸電系統(tǒng)運營商網(wǎng)絡(luò)(ENTSOE)指出,引起公眾反對、討論最多的問題包括景觀影響、人類和動物健康、噪聲和生物多樣性。在公眾反對的情況下,可能不得不重新評估和規(guī)劃線路,并考慮在某些區(qū)段采用地下埋設(shè),也即重新開始整個IEA.CCBY此外,設(shè)備交付限制和技術(shù)制約也可能導(dǎo)致延誤。建造期的長短主要取決于關(guān)鍵部件(如電源變壓器和電纜)或高度專業(yè)化設(shè)備(如高壓直流閥)的生產(chǎn)檔期,201求上升,變壓器一直短缺,導(dǎo)致項目延期和價格飛漲(據(jù)報道,落地式變壓器的200\h40%)。202\h\h-4另外,在輸電線路的安裝過程中,有限的專業(yè)設(shè)備和高技能人員往往構(gòu)成瓶頸。這一問題在海上基礎(chǔ)設(shè)施安裝領(lǐng)域尤為突出,專用船舶和工作平臺通常都要提前20\h45\h足持續(xù)增長的海底電纜需求。據(jù)估計,現(xiàn)有電纜敷設(shè)船每年的敷設(shè)能力約為42007000Südlink2014本\h增加到原先的三倍2022\h推遲了三年2022\h但由于海床不穩(wěn)定性,需要改變原計劃路線,\h2028IEA.IEA.CCBY63%,以及法國和西\h\h17885\hAvangrid輸電線\h2022中重點指出,將進(jìn)一步推遲\h2031\h\h\h與電網(wǎng)相關(guān)的就業(yè)主要集中在電網(wǎng)擴展項目所在的地區(qū)。中國和印度目前約占全40%以上。各地區(qū)工作崗位比 就業(yè)總?cè)擞《?/p>

制造施工公用事業(yè)其他IEA.CCBYIEA.CCIEA.CCBY全球范圍內(nèi),輸配電領(lǐng)域的大部分工作崗位都集中在公用事業(yè)部門,其次是施工部門。在新興市場和發(fā)展中經(jīng)濟體以及發(fā)達(dá)經(jīng)濟體中,工作崗位在不同經(jīng)濟部門的分布情況類似。然而,在中國等近年來電網(wǎng)發(fā)展迅速的國家,施工部門和制造部門在電網(wǎng)相關(guān)工作崗位總數(shù)中所占的比例要比全球平均比例高得多。該部門的8000%以上。在非洲,電力行業(yè)的就業(yè)也受到普及用電目標(biāo)的驅(qū)動,因此微型和離網(wǎng)解決方案部署是非洲大陸的主要就業(yè)驅(qū)動力。此外,非洲大陸的制造中心雖然目前規(guī)模不公用事業(yè)部門中,與電網(wǎng)相關(guān)的工作主要涉及運營和維護活動,包括抄表。智能電表和更廣泛電網(wǎng)數(shù)字化的發(fā)展降低了運營和維護電網(wǎng)的勞動強度,同時增加了對信息技術(shù)技能的需求。在智能電網(wǎng)部署水平較低的地區(qū),勞動強度可能是部署水平較高地區(qū)的三倍。由于電網(wǎng)數(shù)字化程度提高,公用事業(yè)部門將越來越需要聘用信息技術(shù)領(lǐng)域的高技能人員。為此,公司需要了解其他行業(yè)的薪酬水平,以確從歷史情況來看,鑒于電力行業(yè)屬于受管制行業(yè),與電網(wǎng)相關(guān)的就業(yè)人數(shù)波動極小。展望未來,隨著新冠疫情和俄羅斯入侵烏克蘭后,各國宣布計劃推進(jìn)新的電網(wǎng)擴展項目,特別是在中國、歐洲和美國,該行業(yè)確有可能面臨勞動力短缺的問題。IEA.CCBYIEA.CCBY電網(wǎng)是自然壟斷行業(yè),因此有關(guān)電網(wǎng)運營的監(jiān)管和政策框架對電網(wǎng)發(fā)展的影響尤其大。上一章從全球角度介紹了當(dāng)前的基礎(chǔ)設(shè)施和行業(yè)狀況,本章我們將討論電本章的第一部分將探討電網(wǎng)的補償和投資機制。在世界各地,管理輸配電網(wǎng)的方式多種多樣,為其運營和擴展提供資金的方式也同樣多種多樣,主要取決于市場結(jié)構(gòu)以及該部門的分拆情況。能源轉(zhuǎn)型,包括技術(shù)變革和對氣候韌性關(guān)切的增加,正2030焦于這些計劃的現(xiàn)狀,但必須強調(diào)指出,鑒于上一章所述的較長前導(dǎo)時間,這些2030對這方面工作構(gòu)成了挑戰(zhàn),不同國家的投資計劃在計劃期限、機制和范圍方面存在顯著差異。盡管如此,收集到的數(shù)據(jù)讓我們在一定程度上得以了解當(dāng)前電網(wǎng)擴3在世界各地,輸配電網(wǎng)的管理因行業(yè)結(jié)構(gòu)不同而各異,既有國有公用事業(yè)企業(yè)的由于電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的骨架,監(jiān)督的目的是確保終端消費者獲得可用、成本效率高且可負(fù)擔(dān)的服務(wù),并推進(jìn)服務(wù)完善和技術(shù)創(chuàng)新。在國有公用事業(yè)企業(yè)一體化管理的情況下,監(jiān)督和補償通常由對口的能源部或財政部負(fù)責(zé)。在電力部門已經(jīng)分拆和/或私有化、輸配電被指定為自然壟斷行業(yè)的國家,國家監(jiān)管機構(gòu)(NRA)越來越多地承擔(dān)起制定電網(wǎng)運營商補償機制的任務(wù)。該類機構(gòu)通常配合監(jiān)管框架開展工作,此類框架鼓勵所有權(quán)分拆,并確保系統(tǒng)的運營、維護和投資獨立于供電企業(yè)。過去,這些模式是由更廣泛的能源政策目標(biāo)決定的,如能源普及或消費者群體間交叉補貼。近年來,出現(xiàn)了更多鼓勵私人參與電力系統(tǒng)的機制。有多種商業(yè)結(jié)構(gòu)允許在電網(wǎng)開發(fā)、所有權(quán)和運營方面開展政府和社會資本合作,也有不同的補償制度旨在鼓勵私人投資。要想讓私人參與電力系統(tǒng),可以采用不同的結(jié)構(gòu),在分構(gòu)建電網(wǎng)系統(tǒng)的方式之一是私有化,這種方式可以擴大新利益攸關(guān)方的參與,刺激行業(yè)競爭,同時對收入進(jìn)行監(jiān)管,以確保合理的發(fā)展和回報。英國、澳大利亞、拉丁美洲的部分國家等的輸配電網(wǎng)都采用了這種方式。在后者,私人投資近年來已占總支出的一半以上,成為關(guān)鍵的資本來源。成功的電網(wǎng)私有化可能需要最低限度頁碼|另一種方法是通過競標(biāo)程序授予長期特許經(jīng)營權(quán),同時規(guī)定補償,這是開放私有化的配電部門經(jīng)常采用的方法。通過此類協(xié)議,可以利用私營部門的專業(yè)知識,提高預(yù)算的可預(yù)測性,并促進(jìn)風(fēng)險分擔(dān)。但是,必須采取有效的監(jiān)管和激勵措施,以在巴西,2004年以來特許經(jīng)營權(quán)一直是私營實體參與輸電網(wǎng)擴建和運營的重要機Eletrobras性逐漸降低。由于越來越多的國內(nèi)和國際投資者通過競標(biāo)參與進(jìn)來,20231620\h180。在確定了私人參與的首選模式(私有化或特許經(jīng)營)之后,政策制定者可以通過設(shè)計補償機制來引導(dǎo)這些自然壟斷企業(yè)的行為和管理。在放松管制的最初幾年,“服務(wù)成本”補償機制是最常見的選擇,因為它可確保電網(wǎng)運營商收回全部成本,并為投資者提供確定性。然而,這種做法刺激了對基礎(chǔ)設(shè)施的過度投資,導(dǎo)致消費

IEA.IEA.CCBY 頁碼|IEA.CCBY價格或收入上限機制為企業(yè)的每一項認(rèn)定支出設(shè)定最高價格或收入,是激勵運營商降低成本、增加利潤的一種方式。然而,如果不與其他機制IEA.CCBY對標(biāo)評比通過引導(dǎo)電網(wǎng)運營商之間競相對標(biāo)行業(yè)平均成本,來激勵成本降低。對降低成本方法的監(jiān)督缺位,以及運營商之間的高度競爭,可能會扭曲激勵機制,導(dǎo)致成本過度降低,從而影響服務(wù)質(zhì)量。這種機制通常與價格上限監(jiān)管結(jié)合使用。最后,基于產(chǎn)出的監(jiān)管包括對績效的監(jiān)測,通常用于針對性鼓勵具體成果或避免特定后果,例如根據(jù)服務(wù)

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論