诺福克一家大型太阳能农场的光伏板

电网连接延迟如何威胁净零目标

图片来源:国家电网

英国正面临有史以来最大的工程挑战之一,因为它试图在应对气候变化的同时保持电力供应。如果要取得成功,交付的速度将至关重要。

希望将可再生能源项目接入电网的开发商正面临超过15年的延迟,威胁到英国的净零目标。E&T有听说过。

随着中国到2035年实现电网脱碳的目标越来越近,开发商、工程公司和咨询公司都进行了交谈E&T他们表示,连接延迟将气候目标和能源安全置于危险之中

在过去的18个月里,开发商将可再生能源项目连接到国家电网所需的时间飙升,咨询公司Roadnight Taylor的专业连接工程师彼得·阿斯顿(Peter Aston)表示,等待时间现在是一个主要问题。

“输电网络刚刚满了,当你触及网络的极限时,你突然要进行大规模的加固工程。对于英国国家电网ESO(英国电力系统运营商)来说,修建一条新线路可能需要10年时间。我认为这就是在传播层面上发生的事情,所以去年,我们看到这些连接日期跳到2028年,然后它们一直在攀升,以至于我们看到2036年和2037年的时间表。”

最终连接日期与客户要求日期之间的平均差异

最终连接日期与客户要求的日期之间的平均差值

图片来源:最终连接日期和客户要求日期之间的平均差异

比尔·里斯是能源巨头Centrica Energy Assets的董事,该公司于2021年10月成立,负责开发、建设和管理过渡性资产,以帮助英国实现净零排放。他说,他的团队一开始就开展了非常强大的营销活动。“我们在全国各地的农场展上,试图找到太阳能电池的主要产地。”然而,他说:“我们很快就发现,从根本上说,网格是连接站点的最大问题。找到地点和土地所有者并获得规划许可不是问题。”

里斯表示,Centrica拥有一个数据库,其中有超过400个适合可再生能源项目的站点,但超过90%的站点无法进展,因为电网连接问题“会杀死它们”。他说,这个问题继续恶化,特别是在过去六个月里。在许多情况下,他的团队已经向区域配电网络运营商(DNO)申请连接,但DNO随后被国家电网ESO告知,超级电网变压器或链上的电网供应点首先需要升级。他说,在某些情况下,原本可以在2025年实现连接的日期被推迟到了2040年。

另一家可再生能源开发商Pathfinder Clean Energy表示,由于传输限制,该公司有30多个总计超过1.2GW的可行项目推迟到2028年以后。该公司告诉E&T如果没有这些延误,中国本可以在2025年之前将这些项目连接起来。

政府说想要碳效率高、投资光伏、高效、清洁,但当你去做的时候,DNO说不。

马修·肖,山猫可持续解决方案公司

在咨询公司Lynx Sustainable Solutions与许多知名开发商合作的马修•肖(Matthew Shaw)表示,令人沮丧的是,“政府说要做到碳效率高、投资光伏、高效、清洁,但当你去做的时候,DNO说不”。

英国国家电网ESO已经意识到了这个问题。在最近的一份报告中,该公司指出,目前的连接过程,最初是每年集中在连接少数大型化石燃料工厂,“已经跟不上能源领域发生的快速变化。因此,目前的过程不太可能迅速或有效地将必要数量的可再生能源发电与其他相关技术连接起来。

该公司补充称:“整个行业的共识是,当前的连接流程已不再适合目标。”

挑战怎么强调都不为过。工程巨头阿特金斯公司(Atkins)的市场总监戴维·科尔(David Cole)称,升级电网和彻底改变英国的能源系统“可能是英国在很长一段时间内面临的最大工程挑战”。愿望是正确的,但我们今天的步伐正确吗?绝对不会,”他说。

科尔说,他的团队已经分析了需要建造的额外发电量。“这比我们过去取得的任何成就都有很大的增长。我们迄今为止实现的最多的是每年超过6吉瓦,而实现2035年净零目标的平均需求是每年14吉瓦。

“我们同时在建造很多东西。从核能,到可再生能源,到太阳能和具有碳捕获和存储的新天然气,以及某种氢基础设施,”他指出。因此,他补充说,“我们还将不得不建造一个新的传输系统,因为我们正在建造的很多东西与我们以前建造的任何东西都不同。”

这个问题不仅仅局限于英国。微软创始人比尔·盖茨呼吁在美国实施一项紧急的电网加固计划。今年1月,他在博客中写道:“我们需要升级我们的电网,建造更多可以远距离输电的高压输电线路,并利用这些输电线路更好地连接地区和社区。如果我们这样做,我们将确保人们在需要的时候总能得到电力。在这一过程中,我们将释放可负担得起的丰富清洁能源的潜力。”

科尔指出,这带来了额外的挑战。“许多其他国家也面临着同样的挑战,所以技术竞争、投资竞争和物资竞争将同时发生。所以,节奏变得非常重要。”

科尔认为,决策者是谨慎的,因为“你不想做出一个会浪费公共资金的决定,或者会损害人们对政府的信心的决定。你不想让资产陷入困境,所以这种紧张关系变得非常棘手。”

诺福克一家大型太阳能农场的光伏板

图片来源:国家电网

在生活成本危机期间,这一点尤其敏感;作为E&T此前有报道称,消费者将为电网加固买单。然而,科尔说:“从务实的角度来说,你知道你只需要像法国在20世纪70年代能源危机后所做的那样,快速地建造它。他们在很短的时间内就把50千兆瓦的核能放在了铁条上。因为他们知道自己面临能源危机,所以全国上下都在努力以最快的速度进行建设。我认为我们正处于同样的临界点,这意味着我们需要迅速行动。

科尔说:“将你为能源效率、安全、可承受性和脱碳而建造的资产连接起来,是成功部署和实现2035年电力净零目标的基础,而我们实现这一目标的速度真的很关键。”

Centrica的里斯警告称,这些延误正在影响更广泛的经济。他表示,与他合作的一家大型制造公司已经在规划和投资方面取得了进展。“这家公司在这个项目上花了两年半的时间,在工程和分析上投入了很多钱。对于英国制造业来说,这将是一个非常好的故事,但就在我们即将签署合同并进入该项目时,DNO告诉我们,由于电网供应点需要升级,它要到2033年才能接入。”

里斯说,在英格兰和威尔士的300个变电站中,大约80%需要升级。英国国家电网ESO没有证实或否认这一统计数据。里斯说,超级电网变压器是重达数百吨的巨大设备,安装它们需要数年时间。“我们说的是每一件案子都要判5到8年。政府告诉所有这些公司要环保,并对他们的碳排放收费,但这些公司实际上不能做他们需要做的事情来建立它。我们对陈旧的系统感到沮丧。”

Rees说,其中一个问题是连接队列的管理方式。他说,其中包括大量“毫无进展的项目”,“这些项目已经搁置多年了”。他继续说,部分问题在于,“如果你想申请传输连接,你不需要有一块土地的授权书,这意味着最终你可以在队列中占据位置,即使你没有土地来连接它”。

连接等待时间的映射

截至2023年2月可供连接的网站

图片来源:截至2023年2月可用的连接。图片来源:国家电网ESO

他补充说,ddos公司“确实在努力应对实际管理这些东西的工作量。大约四分之一的连接员工将在未来两到五年内退休,而他们目前人手不足。”

英国国家电网ESO表示,它正在制定“一系列战略性的、短期到中期的举措,寻找解决方案,以解决当前连接输电网的时间表”。

这包括通过传输入口容量(TEC)赦免来简化队列过程,即已经在队列中的开发人员有机会以最低或零成本终止协议。这将激励公司放弃那些几乎没有机会启动的项目,并排起了长队。Roadnight Taylor的Aston说道:“我们将在接下来的几个月里看看这是否会产生重大影响。

英国国家电网ESO也在改革电网电池的建模方式。阿斯顿指出,在已接受的300gw连接方案中,约90MW是电网级电池。“过去,英国国家电网ESO曾以最坏情况的方式对它们进行建模。它假定电池将在晚上的需求高峰时段充电,但此时电价绝对处于最高水平,因此电池不可能在需求高峰时段充电,”他说。

去年12月,英国国家电网ESO表示,它将假设电池在需求高峰时期不会进口能源,在发电高峰时期也不会出口。阿斯顿认为,这将“对需要完成的变速箱加固工作产生重大影响”。在今年的过程中,国家电网ESO将向配电和输电客户重新发布约300个个人连接报价。他补充道:“许多这样的提议将会有一个改进的时间表,因为他们不需要做那么多的网络强化,因为他们不再以真正负面的、最坏的方式来建模这些电池。”

代表网络运营商的能源网络协会(energy Networks Association)表示,dno还将在未来5年投资310亿英镑,以改善电网基础设施,帮助确保英国的能源系统能够满足净零转型的需求,包括连接大大小小的可再生能源发电计划。

一位发言人表示:“为了实现我们的净零目标,我们需要的不仅仅是投资,因为其他问题仍然存在,特别是在规划和监管方面。为了更快地连接更多的可再生能源发电,我们需要三件事——继续关注创新和灵活性,投资以提高网络容量,以预测未来的需求,以及一个协调和加速的规划系统,将地方和国家的雄心结合起来。”

尽管如此,专家们告诉E&T长期资金不足是目前看到的延误的主要原因。施耐德电气英国和爱尔兰电力系统副总裁David Hall表示:“投资放缓,以及英国电网清洁能源发电和存储装机容量的实际下降,使英国在实现2035年能源系统目标和确保能源供应方面落后于曲线。

山猫可持续解决方案公司的肖说,这是一种推卸责任的行为。DNOs指责能源监管机构Ofgem和国家电网ESO造成了延误。但并没有授权Ofgem和国家电网ESO投资电网,因为这些成本将转嫁给消费者。没有政府愿意这么做,但另一方面,为了降低成本,他们必须这么做。”

肖表示,不仅是俄罗斯入侵乌克兰导致了更高的能源账单,而且“政府长期未能投资我们的电网,也没有认真对待其他国家……德国现在运行的是微电网,因此其能源成本非常低。法国走的是核电路线——他们的电网运行成本只有我们的一小部分,因为他们投资了核电。”

里斯承认,有些固定成本需要提高。“但实际上,如果我们在电网上有更多的发电,那么我们正在建设的实际商品元素将降低能源账单。”

慈善公民建议组织似乎同意这一分析。在最近对Ofgem的咨询回应中,它表示:“鉴于传输传输速度问题的紧迫性和规模,我们质疑监管机构是否采取了相对谨慎的实施方法,以保护消费者免受不必要的成本。”我们认为减少消费者受成本约束的风险是一种明智的谨慎措施。

“输电能力不足导致的成本限制规模对消费者来说是一个巨大的风险,随着英国能源系统努力适应雄心勃勃的海上风电目标,这将继续增加数十亿英镑的能源账单。”

人们担心的不仅仅是碳排放目标;它还涉及能源安全。“如果你从更大的角度来看,是的,加强这个网络将会有一些成本,”里斯说,“但谢天谢地,去年冬天没有那么冷,因为我们的供应空间非常有限。乌克兰战争凸显出我们是多么需要自己的本土能源。可再生能源是实现这一目标的好方法,但我们只需要找到一种将它们连接到电网的方法。”

Rees认为政府过于活跃。他说,它应该问自己需要创造什么样的环境,“以鼓励正确的人在正确的领域投资,以正确的风险配置,正确的回报,为我们的客户提供正确的价格和正确的碳足迹”。他说,“到目前为止,国家电网ESO正在尽最大努力调整系统”,但“根本性的改革”是必要的。

英国商业、能源和工业战略部(BEIS)的一位发言人表示,政府“将继续与Ofgem和行业合作,解决接入电网的障碍,加快英国的电力连接”。

“作为独立的监管机构,Ofgem负责监管网络投资,我们欢迎他们为实现更高水平的战略和协调投资所做的工作。”BEIS表示,政府将继续致力于发布能源政策战略和政策声明,并将在春季进行全面的公众咨询。

Ofgem表示,为了实现政府到2035年实现净零电力系统的雄心,“需要对现有电力网络进行大幅扩张,并采用全系统方法来规划该系统”。英国电力监管机构表示,它最近加速投资200亿英镑,“以创纪录的速度为电力传输领域前所未有的预期投资开绿灯”。

然而,Ofgem也表示,政府需要以“监管改革的形式进行干预,以缩短正在建设和预计将建设的越来越多的电网连接的等待时间”。

政府,Ofgem, DNOs和国家电网ESO承认,连接的延迟会使2035年脱碳目标面临风险,并正在努力补救这种情况,但他们已经没有时间了。正如阿斯顿指出的那样,距离2035年只有12年,而一些输电项目很容易就需要10年到12年才能完成,所以“我们必须现在就开始行动,让它发挥作用”。

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