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电网挑战增加了对更多核能的需求

时间:2024/05/30

在2024年世界能源大会的一次会外活动上,发言者们一致认为,全球电力需求预计将大幅增长,这将需要扩大发电和输电系统。他们表示,核电将在确保未来电力系统的弹性方面发挥重要作用。

在4月22日至25日于荷兰鹿特丹举行的世界能源大会期间,世界核协会、联合国欧洲经济委员会(UNECE)和电力研究所(EPRI)共同组织了题为“建设低碳弹性电力系统”的专题会议。

当被问及全球电力系统面临的最大挑战时,世界核协会总干事 Sama Bilbao yLeón表示,许多发达国家拥有“非常强大和可靠的能源系统”,但是当增加新一代——特别是间歇性可再生能源发电时——“我们忽略了系统的弹性。”她说:“我们发现自己正接近临界点,增加任何急需的容量……都需要对电网投人大量的资金。

EPRI能源系统弹性高级副总裁兼首席核运营商 Neil Wilmshurst表示,发达国家面临的挑战是在需求不断增长的背景下整合可再生能源、可靠性和弹性。他指出,保守估计,未来的电力需求将是当前需求的两到三倍。“人们估计的美国可能需要的氢气产量,就需要美国目前全部的发电能力来生产,这就是我们所说的发电规模。然后再加上来自数据中心的负载。”与此同时,发展中国家的电力需求也在迅速扩大。他说,增加发达国家电力供应的同时,实现发展中国家电气化,将是一个重大挑战。

联合国欧洲经济委员会可持续能源司秘书IvaBrkic指出,国际能源署最近的一份报告估计,到2040年,需要增加或翻新总计8000多万公里的电网,相当于现有的全球电网。她说:“为了实现我们的目标,我们需要在未来14年内将这一数字翻一番。那么,从哪里获取所需的资源呢?能确保供应链的安全、真正建立基础设施的关键原材料在哪里?现在我们又需要多考虑一层——如何保持电网的弹性和可靠性。”

Brkic说,气候变化的影响已经在世界各地发生。“我们如何确保重新设计的、建设中的现代化系统能够承受热浪、干旱等气候变化的影响,这是我们需要关注的问题。”

“联合国欧洲经济委员会也常常考虑如何在实现能源安全、可负担性和环境可持续性之间取得平衡。当我们考虑电力系统的现代化时也要平衡这些方面,兼顾能源系统的清洁化和弹性。

EDF企业战略部能源分析师Wassim Ballout表示,电力行业仍然是二氧化碳排放量最高的行业之一,许多国家严重依赖化石燃料发电。“最大的挑战之一将是既要电力生产脱碳,又要满足电力需求的显著增长。不仅要使现有生产脱碳,还要应对显著增长的需求……我们面临的挑战是投资于所有低成本、低排放的技术,采取技术中立的方法,并施行良好的激励措施。”

Bilbao yLeón表示,人们倾向于认为未来的能源系统是现有能源系统的一个进阶版本。然而,她认为未来将大不相同。“非常重要的是,我认为人们将看到许多系统的耦合……显然电力将变得非常重要因为我们试图使大量能源电气化,但显然会有额外的能源向量……所有这些技术都将使这个系统变得更加复杂…我们可以根据不同时间的需求提供不同的能源产品,以确保系统的可靠性、弹性和灵活性。

Ballout谈到了EDF 已经规划了超过15年的情景,主要用于内部使用。2024年,该公司公开了其净零排放的设想。“这与我们正在规划的其他情景有着根本的不同,因为这次我们从终点开始。我们从2050年的碳中和开始,往回设想。因此,我们试图找到最经济高效的途径来实现碳中和。我说的‘经济高效是指福利最大化、成本最小化和系统弹性的优化。”

“因此我们得出一个组合情景,表明我们必须到2050年将欧洲(15个西欧国家)的可再生能源容量增加5倍。我们将拥有120至150吉瓦的核电容量。我们将大幅提高生物燃料和碳捕捉的产能。我们认为,这条道路将大幅增加系统对灵活性的需求……这是系统弹性非常重要的一部分。”

Wilmshurst表示,很明显,核能和可再生能源将在未来的电力系统中共同发挥作用。“如果我们坚持一种理想主义的观点,认为可再生能源可以不断扩大,那么输电网就需要不断扩大,变得更加复杂,而当它变得更复杂时,供电可靠性就会下降。”

然而,他指出,资金是大多数国家核部署的障碍。“核能的融资成本非常高,为什么呢?因为你必须建造核电站——耗时很长且技术复杂——但仅前期投入的巨额资本就需要几十年才能回本。”

“如果我们有一个清晰的部罢计划……情况马上就不同了:部署经验增加了,风险降低了,金融市场对项目能按时交付的信心也增加了,资金开始流动起来了。如果我们不下决心,行动就不会开始,也不会规划,那么我们在投资决策中就会犹豫不决。”

Ballout表示,核能和水电发挥着非常重要的作用,在需求较低的时期发电厂可以断供。“这也正是为什么我们必须继续为水电和核能融资和投资的原因。在没有太阳或风的天气,核电机组能够增加供电;同时,也有可能减少供电,给可再生能源发电留出空间,这在技术上是可行的。这对我们来说非常重要。”

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