今天,如果您在世界某个地方发电,您将无法将其运送到世界上其他任何地方 - 超级格里德斯是一种范式转移。
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2016年,世界上一些最富有国家的政府聚集在一起,讨论了将其区域和大陆电网融合在一起的计划,以彻底改变世界各地的电力。例如,不再,戈壁沙漠的太阳能和风电场中产生的电力只能用于当地亚洲市场 - 就像地球上其他每个能源生成项目的电力一样,可以在任何需求的任何地方传播。
去年,澳大利亚的计划推进了他们的计划,将其网格连接到亚洲大陆电网,这一举动最终使他们从太阳能项目中产生的电力从字面上“出口”给了邻居。
自从习近平总统六年前向联合国提出了“全球能源互联网”的想法以来,中国一直在试图说服世界前进并建立形成其骨干的高压高速公路。
到目前为止,尽管中国的票据值得计划将地球包裹在一个洲际,贝吉在的电力线的网络中。然而,这些所谓的超网格的命运似乎正在转动,即使不是在壮观的,邦德舞的尺度上,XI首先设想了。
了解有关2050年能源的未来的更多信息,Matthew Griffin的主题演讲
中国在超高电压直流(UHVDC)传输线中既有制造和技术优势,又有领先优势在为它们提出全球技术标准和治理方面。如果实现了习近平的计划,那么这些是某些人认为可能具有深厚的地缘政治影响的优势,赋予中国权力和影响力,类似于第二次世界大战后塑造全球金融体系所获得的美国的权力和影响力。
然而,不是中国引起了对电缆的重新兴趣,这可以为一个国家的消费者提供电力,甚至在另一个国家产生了数百万英里的电力。这是因为碳 - 中不断的承诺,技术进步和改善的成本激励措施正在加速可再生发电的广泛扩展。
煤炭,天然气甚至核电厂可以建在他们所服务的市场附近,但是公用事业规模的太阳能和风电场许多人认为实现气候目标的必不可少。它们需要放置在风和阳光最强的地方,距离城市中心数百或数千英里。长电缆还可以将一个时区的峰值下午太阳能连接到另一个时期的高峰傍晚需求,从而降低了供需不匹配而导致的价格波动,以及当太阳或风逐渐消失时,对化石燃料的恢复容量的需求。
据彭博社新能源金融公司(Bloomberg New Energy Finance)称,随着各国逐步淘汰碳以实现气候目标,他们必须花费至少14万亿美元才能在2050年之前加强电网。这仅比预计的新可再生生成能力预计支出,而且越来越明显的是,高压和超高电压直流线将在过渡中发挥作用。问题是它们将如何成为国际化?
4月,欧盟成立了一个工作组,以帮助超过其电网,这已经是世界上最发达的国际交易电力系统,其目标包括开发了一个多国风能农场的海上网络。丹麦在2月宣布计划建造一件件,这是一个耗资340亿美元的人造能量岛,该岛将位于轮毂和辐条传输系统的核心。该项目最终以10吉瓦的目标能力为10吉瓦,将为丹麦的现有发电产能增加三分之二,而仅服务于其本国市场。
即使在美国,即使在2月透露的致命,多日停电的情况下,也落后于电网整合。由微软创始人比尔·盖茨(Bill Gates)资助的团体Breakthrough Energy的3月份报告为洲际HVDC线路提供了场景,以团结美国的三个仍然分离的网格。
乔·拜登(Joe Biden)总统的基础设施提案包括1000亿美元的电网,并将建立一个新的网格部署管理局,“刺激了联邦高速公路上的额外高优先级,高压输电线路”,尽管不确定其中有多少能使国会通过国会做出。由加拿大,墨西哥和美国的机构委托进行连接网格的一项研究将于今年发表。
对于多年来一直在推广超级格里德斯想法的人来说,感觉好像风向他们有利。
“我认为我们的时代已经到来了,”可再生能源研究所主任Mika Ohbayashi说。它的任务是促进东北亚超级格里德,该超级格里德将中国,日本,蒙古,俄罗斯和韩国联系起来。
Ohbayashi说:“我无法想象2050年的日本仍然与其他任何地方隔绝。”
欧洲一直在建造HVDC连接器,以使从一个国家的AC电网到另一个国家的动力供应数十年:2018年,欧洲国家在整个边界的电力占其电力的9%以上,而在美洲,亚洲不到2%,在亚洲占0.6%。贸易倾向于通过增加竞争来降低价格。这也提高了弹性,确保一个国家的电网遭受灾难性的停电,它可以简单地从其他人那里汲取灵感来保持灯光。
但是,目前需要长距离传输引起了人们对超级格里德斯的广泛兴趣,因为破折号以可再生能源的速度代替化石燃料。对于海上风力而言,这尤其如此,这是可再生能源的关键增长领域。尽管从AC转换为DC并在电缆的两端再次转换为昂贵,但较低的损耗率意味着HVDC电源线在地面上方约500英里(800公里)的距离上变得经济,而埋入和海底电缆的损失率高于地面上方约500英里(800公里)。
Hornsea 1(目前是世界上最大的海上风电场距离英国海岸120公里(75英里)。Dogger Bank是一个更大的英国项目,曾经完成,将进一步5英里。随着GE等公司的浮动平台上涡轮机的开发,几乎没有限制可以将风力推到海上。HVDC技术的主要提供商Hitachi ABB Power Grids Hitachi ABB Power Grids推出了专门为浮动涡轮机开发的新型变压器系列。
HVDC电缆还可以使远程,发电厂大小的可再生装置在陆地上的构建。蒙古的戈壁沙漠是中国和奥哈巴西研究所(Ohbayashi's Institute)促进的东北亚超级格里德项目的核心。从理论上讲,戈壁具有惊人的潜力,可以向一组亚洲强国经济体提供2.6台风能和太阳能(是美国整个安装发电能力)的两倍以上,这些经济体共同产生了超过三分之一的全球碳排放。戈壁的潜力在很大程度上是未实现的,部分原因是目前几乎没有任何手段可以在蒙古小市场以外产生的权力。
美国也是如此,纽约可以利用纽约的基础设施,从南方和中西部挖掘富有的资源。更加雄心勃勃的愿景将从加拿大或智利的阿塔卡马沙漠(Atacama Desert)处获得动力,后者在世界上最高的太阳能潜力水平。
杰里米·里夫金(Jeremy Rifkin)是一名美国经济学家,他成为希望重塑其基础设施的国家的首选人物,以实现数字和可再生的未来,他认为美洲单一,11亿人的电力市场的潜力几乎与中国一样大。里夫金已向德国和欧盟以及中国提供建议。习近平对全球能源网络的愿景直接来自他的2011年《第三工业革命》。
Rifkin说,说服国家互相依靠来保持灯光是很艰难的,但是太阳能和风能的普遍但间歇性的性质也使它不可避免。
他说:“这不是化石燃料的地缘政治。”“这是基于地理的生物圈政治。风和太阳的共享。”
如果跨大陆,海底电力高速公路确实在我们共同的未来,中国正在展示道路。去年12月,它完成了34.5亿美元,970英里长的800 kilovolt UHVDC线路,将太阳能和风能从藏族平原上产生了动力,到达中国中心。That followed construction of a 1.1 million-volt cable that can transmit up to 12,000 megawatts of power – a little more than the entire installed generation capacity of Ireland – from the deserts and mountains of Xinjiang province to the doorstep of Shanghai, almost 2,000 miles east – high voltage cables are classed as 500 kilovolts and above, while ultra-high voltage – a Chinese specialty – operate at 800 kilovolts or多于。
全球超级格里德(Global Super Grid)的努力是由中国国家电网(SGCC)的前负责人刘Zhenya(Liu Zhenya)牵头的,他主席了全球能源互连发展与合作组织,这是一个位于北京的未支持的机构。GEIDCO的分阶段计划首先加强了国家电网,并转向建筑区域网络,然后终于在2070年左右完成了整个18频道跨越地球的网格的建设。
SGCC是世界上最大的公用事业公司,一直在购买狂潮,使其能够进行一些第一阶段的加强。自2008年以来,它在菲律宾,葡萄牙,澳大利亚,香港,巴西,希腊,意大利和去年的菲律宾发电公司获得了高达85%的股份。其他中国公司也在购买外国电网的股票。
华盛顿大西洋委员会的能源专家菲利普·康奈尔(Phillip Cornell)说:“从美国的角度来看,这是值得担心的。”“这并不是说'我会切断您的力量',例如俄罗斯在2006年切断了欧洲的气体供应,或者像70年代的欧佩克一样。但是,与全球金融体系的方程式是一个很好的,您正在躺下国家电力系统的骨干,而且涉及很多硬件和软件。
这种生态系统的关注使美国施加压力,以阻止中国的华为参与5G网络的建设。在物联网时代,电网和通信网络将越来越多地提供彼此的访问权限,这是XI全球能源计划的核心。
康奈尔(Cornell)问道:“中国国家有可能获得后门通道吗?’肯定有很多访问消费者信息的机会 - 您可以想象,将来会产生很多杠杆作用。”
如果美国没有对习近平的全球网格推动其对华为的推动力提出各种安全问题,那可能是因为中国一直在努力使自己的野心脱离地面。在2019年的一份报告中绘制的125,000公里的高压电网中,几乎没有建造。巴基斯坦 - 中国链接的第一阶段将于今年晚些时候上线,标志着一个例外。
目前,东北亚超级格里德仍然是一个桌面项目。自1992年推出以来,亚洲开发银行的七个国家大湄公河次区域电力交易和互连计划取得了缓慢的进步。
在演讲和会议上进行了一些大量的销售超级格里德,刘Zhenya将他们比作洲际弹道导弹,并吹嘘中国将制定全球技术标准 - 北京的官员已经开始对一些更具争议性的提案进行软化。
一个例子:创建一个集中的国际机构,该机构将指导和监督全球网格的运作。Geidco的发言人拒绝讨论超级格里德计划。取而代之的是,她提供了刘的演讲和报告,描述了全球能源互连以结束气候危机并产生“全球双赢”的潜力。
Ohbayashi说,日本政客们仍然不敢暗示他们可能会自愿将国家能源体系与中国联系起来。日本在4月发布的一项能源计划将在美国仍然孤立的国内电网之间进行双重动力 - 潜在的开端 - 但对与其他国家建立联系的说法很少。
如果这些超级格里德人没有建造,那将是因为他们的时间已经过去了。它们不仅昂贵,政治困难且不受欢迎 - 他们必须越过很多后院 - 他们对大型力量装置的关注似乎已经过时了。分布式的微型结构与您的屋顶,电池存储和可运输氢一样,都为超级格里德斯旨在解决的交付问题提供了竞争的解决方案。
在中国对能源互联网的愿景中,这些并不是互斥的。总部位于布鲁塞尔的能源分析师Jan Vande Putte表示同意。
他说:“所有这些都需要,但没有一个就足够了。”他说:“要将如此大量的可再生能源集成到网格中,您可以谈论电池存储和其他内容,但是电网传输仍然是最具成本效益和高效的效率。”
Gerhard Salge是日立ABB Power Grids的首席技术官,该电网是去年成立的,当时日本的日立以68.5亿美元的价格购买了瑞典 - 瑞典ABB电网的80%。毫无疑问,他公司构建的数吨AC/DC转换器的需求将会增长。
萨尔吉说:“我们需要大量进入风,最佳的太阳能地点,也是陆上风的最佳风能 - 智利的沙漠或北极风带的俄罗斯北部,在那里您全年都有永久性的风吹吹。”在英国,ABB Hitachi正在约克郡建造一条电缆,再到Dogger Bank Offshore Wind Find Firef。
不过,其他大型项目可能需要一段时间。对于蒙古而言,成为沙特阿拉伯的风力和太阳能似乎是一个不可抗拒的机会。政府公开赞成,但是在转移了有关早期投资者的监管目标职位之后,俄罗斯能源和自然资源,高加索地区的能源和自然资源总监Aida Sitdikova说,在那里建立更多可再生一代的努力已经停滞不前,在欧洲重建银行的重建和发展银行中,该银行在几个蒙古人风能和Solar Wind和Solar Projects中共同创造了。
Sitdikova说:“为了获得超级机芯,该国必须表明它可以建立可再生能源,可以吸引投资并具有适当的监管环境。”
蒙古尚未符合这些测试。去年,它确实同意开发出向中国出口的新发电能力,但要建立新的燃煤工厂。
美国能源部国家可再生能源实验室Grid Systems Group的研究员Josh Novacheck说,尽管新技术的障碍和竞争都可能建立更多的高压电力线网络,尽管新技术的障碍和竞争。但他说,这更有可能沿历史上的有机模型发生,随后是美国的电网,而不是任何中国漫长的游行。
“我绝对看到这条路发生了,”诺维查克说,“而不是任何大型的集中计划:'让我们全球化。’”