为应对气候变化，向可再生能源的过渡正在成为全球能源转型的重点工作领域。然而，要将电力传输到需求侧，一个强大的电网系统必不可少，否则净零排放将无法实现。
作者：霍特（Tim Holt），西门子能源执行委员会成员
只有将可再生能源产生的电力传输到千家万户，才能实现减排目标。
全球能源需求正在不断增长。随着世界各国各地区努力减少碳足迹、提升能源供给的经济性、保障能源安全，对可再生能源的需求尤为突出。风能、太阳能和水电等可再生能源技术不断发展，为家庭、企业和社会提供电力。国际能源署（IEA）的最新数据显示，如果要在2030年实现净零排放，全球电力产量需要在2020年的基础上增长 92%；而距离这一目标的实现只剩下七年的时间。今天，加快推进可再生能源的发展比以往任何时候都更为重要，但只有在基础设施建设完备，即电网足够强大的情况下，能源转型才能取得成功。
具体而言，这意味电网需要朝着规模化、现代化的方向发展。否则，可再生能源就无法充分发挥其潜力。我们可以将发电看作是能源系统的心脏，而可靠、高效的输配电网络则为动脉和静脉。它将电能在需要的时间输送到需要的地点，以此达到供需平衡。
据彭博新能源财经（BNEF）估算，到2050年要实现净零排放，全球需要建设 1.52 亿公里1的输电线路。而这是目前全球输电线路总长的两倍，相当于地球到太阳的距离！这就说明了对电网加大投入的重要性，反之，净零排放就不可能实现。
全球能源转型：电网创新技术方兴未艾
积极的一面是，可再生能源的加速发展也推动了全球对弹性电网和储能技术的需求：例如，欧盟计划到2040年新增 128 吉瓦的电网互联容量，中国的高压电网容量将在2050年翻一番，美国将在2040年之前对 35% 以上的现有电网资产进行升级改造。
高压直流输电（HVDC）是提升电网强度的关键技术之一。相比传统的交流（AC）输电线路，HVDC 的线损更低，能够长距离高效传输电力。世界各地许多大型项目均已经应用了这项技术。例如，纽约近海的 Sunrise 风电项目将是美国第一个使用西门子能源高压直流输电技术的海上风电项目。
电网互联是另一项关键技术，通过跨境共享可再生能源助力实现能源转型。例如，在 NeuConnect 项目中，我们将通过北海海底的高压输电电缆，连接欧洲最大的两个能源市场：德国和英国，满足两国 150 万户家庭的电力需求。
此外，伴随着可再生能源的发展，电网也日渐向分布式发电方式转变，这就需要额外的技术来平衡负载和管理电网频率的波动，如同步调相机。澳大利亚最早采用了这项技术：南澳大利亚电网运营商 ElectraNet 的电网中，超过 50% 的电力来自可再生能源。这对电网的稳定性构成了巨大挑战，因为太阳不会 24 小时照耀，风也不会一直持续不断。为了避免潜在的停电风险， ElectraNet 目前为罗伯茨敦变电站配备了两个飞轮同步调相机，在系统频率骤降时实现快速动态补偿。
减少繁冗，加速能源转型
尽管总体发展趋势良好，但要在能源转型方面取得真正的进展，仍需要消弭一些障碍，而重中之重就是加快决策。我们急需简化规划和审批流程。
根据国际能源署的估算，在美国和欧洲，从审批到建设完工一条架空输电线路平均用时为 10 年，海底电缆的平均交付周期约为 9 年2。德国工业联合会（BDI）在最近的研究中也提示，新增待审批的可再生能源发电项目数量在未来八年可能会翻一番3。
因此，针对现有电网升级和新电网投资项目，需要简化和加速审批流程，以消除瓶颈，加强基础设施建设。
可再生能源和电网相结合，应对能源三难困境
可再生能源不仅能够应对气候变化，还可以使我们减少对化石燃料的依赖，从而保障能源安全。规划设计良好的电网，可以将包括可再生能源在内的低成本能源整合到电网中，降低电价，从而降低消费者和企业的整体用能成本。同时，高效输送可再生能源生产的电力还有助于减少碳排放，推动建设可持续的能源系统。
目前，全球排放量每年高达 340 亿吨，而如果我们对此无动于衷，到2050年这一数字将激增到 530 亿吨。这将会加剧全球变暖，并对我们赖以生存的地球产生威胁。因此，推进能源转型是唯一选择；我们也必须要打造坚强电网，唯此才能构建可持续的、经济的、可靠的能源系统。只有实现全球净零排放目标，我们才能为自己、为后代创造一个可持续的未来。
作者：霍特（Tim Holt），西门子能源股份公司执行委员会成员、执行副总裁，全面负责电网科技集团。西门子能源是全球领先的能源技术公司之一，携手客户与合作伙伴，打造面向未来的能源体系，助力客户迈向更加可持续的未来。
2023年3月
视频和图片来源：西门子能源
