編者按:2023年9月12-14日,以“綠色 持續 共生 向新”為主題的“第五屆未來能源大會”在江蘇常州武進召開,本次大會由中國能源研究會與中國能源網聯合主辦。會上,國網巴西控股公司高級顧問Paulo Esmeraldo發表了《Actions Toward to the Energy Sustainability Considering New Technologies in Transmission》的主旨演講。
以下內容根據論壇演講實錄進行整理。
Paulo Esmeraldo:謝謝李若梅。我非常榮幸能夠受邀參加今天這次非常重要的會議,我會講一講能源領域、輸電領域的新技術,我們今天上午也談到了很多巴西現在非常流行的一些討論話題,當然中國在很多方面還是非常領先的,我們也一直在努力的想要巴西迎頭趕上。
我今天的發言當中包括以下幾個部分,首先是關于巴西的發電和輸電的一些數據,然后就是巴西的能源轉型,再有就是超高壓輸電在能源轉型過程當中所扮演的角色,其中受到的挑戰和驅動力和主要的技術問題,最后會對它做一些簡單的總結。
首先大家可以看到巴西是拉美最大的一個經濟體,我們的人口有2億左右,是世界第六多人口,我們的GDP是1.75萬億美元,目前我們的發電的裝機容量達到了187MW,總的輸電線路里程差不多是18.3萬公里。這些數據有涉及到后面的幾張圖,這幾張圖是來自2021年的數據,我們的政府也在不斷的更新這些數據,但是實際上跟今年相比差別不大。
我們可以看到左側是現在的情況,然后十年以后的是在右側,差不多187MW可能就會增長到215.個MW,當前我們的能源來源是87%來自于可再生能源,13%來自于非可再生能源,到2031年十年以后將會達到94%的可再生能源和6%的非可再生能源。右側的這張表格當中可以找到具體的每一種能源占比的數據,這些數字也不是現在的情況,但是因為時間不夠我就不詳細講了。其中可以看到占比最高的是水電,然后包括熱能,還有風電、光伏、生物質能和小水電等等。
之后我想講一下輸電,我們所有的輸電線路都是在近幾十年取得的巨大的發展,最開始是從1960年開始鋪設的,但是整個體系已經取得了非常大的發展。過去的這幾年當中,我們也成功的實現了電網的整合。這張幻燈片上可以看到電壓的范圍,從230KV一直到800KV的直流,大多數比較典型的都是500KV到750KV,500KV的話差不多是74500公里左右,從東到西南到北是2683公里,國家的國土面積很大,所以我們輸電線路的體系也非常大。
現在涉及到電力方面,我講到了我們是一個幅員遼闊的國家,我們已經實現了87%的可再生能源和脫碳的目標。在十年之前可能只有目前的30%多,實際上我們通過一系列的措施,到2031年,我們認為可再生能源的消納水平可以達到275GW,這個里面涉及各種的可再生能源,可再生能源可以達到87%,非可再生能源達到13%。如果大家看一下能源的指標,這個里面涉及到天然氣和其他的能源資源,實際上非可再生能源是占52%,可再生能源是42%,我是指到2031年。因為在未來我們還有大量的空間要填補才能實現近零排放。
那么如何實現能源轉型當中的可持續發展的突破呢?第一個是追求低碳經濟,把我們現有的52%的富碳的能源進行脫碳,在2050年之前實現近零排放。目前巴西正在把握能源轉型的窗口,我們知道水電是綠色的電能,可以說對巴西來說是最具有核心作用的脫碳的路徑。我們可以使用水電產生綠氫,我們可以通過綠氫來幫助其他行業,比如交通運輸行業,在交通運輸行業當中,我們當然也需要去考察綠氫的生產成本。目前來說綠氫的產電的效率較低,但是大家也在考慮,在巴西目前上馬了一些項目,我們把天然氣和綠氫來進行摻混,考察是否是一條可行的路徑。當然我們使用水電來生產綠氫,而且實際上氫在冶煉、采礦、煉鋼和化工行業的很多工業流程當中都是可以使用的。
另外還有電解制氫,使用化學反應來進行二氧化碳的捕集,生產碳氫化合物的燃料,比如說合成汽油、燃油和天然氣等等,另外可以更新生物質、氨和化肥的綜合利用。我想通過這樣的一些模式可以幫助巴西實現脫碳的目的,更少的使用化石能源。
未來我們要進一步的拓展關鍵的能源礦藏的開采和供應,比如鋰,因為巴西有著豐富的鋰資源,另外還有鈾資源也非常豐富。當然我們知道有一些人是非常反對發展核電的,但是我覺得這一塊兒的可能性還是要盡可能的去捕捉,因為如果你不充分利用的話,核電是不可能發展的。核電可以被視為是一種可再生的能源,我是指至少在核電的運行過程當中不會有二氧化碳的排放。
另外,現在全球對原材料的需求與日俱增,也進一步的強化了供應鏈,特別是風機生產的供應鏈,以及光伏板生產的供應鏈,還有鋰電池的供應鏈。所以在這一塊兒我們需要大量的大筆投資,特別期待海外的投資,中國現在在巴西已經是非常重要的投資來源國,大筆投資各項技術發展。在未來我們也希望能夠讓更多的電廠使用天然氣發電。我知道有一些人反對燃氣發電,但是實際上從單位產電的二氧化碳排放相比,它的排放量是遠低于煤電和油電。而且我們認為在這一塊兒如果能夠把天然氣和綠氫摻混來發電,二氧化碳的排放水平會更低。除此之外,我們也在關注海上風電和海上的漂浮式光伏板發電。
總而言之,巴西向綠色經濟的轉型是有巨大的潛力,我們在強化能源轉型方面有著巨大的空間。我們也注意到,到2030年,如果有了綠氫的支撐,到2040年,可能可再生能源產電可以占20%到40%。在下面這張圖當中,如果我們考慮到總體的電能供應,我們的可再生能源發電是87%的占比,世界只有30%的發電占比是可再生能源。所以實際上在發電這一塊兒,巴西現在的基礎是非常扎實的。為了實現近零排放,到2050年我們想實現脫碳目標,實際上每年要8600萬美元才能夠實現,也就是年均,然后2050年才能夠實現脫碳目標,但是如果我們把它漲到每年16500萬美元,我們2030年就可以實現近零排放,也就意味著我們還有很多工作可以做。
另外,在巴西,大量的排放來自于農業的是40%,另外還有大量的來自于交通運輸行業,當然還有其他的熱和工業工藝。所以從巴西來說,在能源轉型方面還是有很多的挑戰。
另外,在這里我也想介紹一下超高壓輸電,這么多的能源,如何把它輸送到巴西的能源負載中心,是一個非常大的挑戰。所以我們想還是要使用超高壓輸電技術,首先我們是一個大陸型的國家,大家可以看一下巴西地圖。我們是有很多的水電,但是水電主要是在亞馬遜雨林地區,它離負載中心非常的遠,距離很長。大型的水庫都是在亞馬遜地區,因為主要是地表流過的河流,主要位于巴西的西北部,而且我們需要把風、光和水打造成能源基地,那也就意味著我們需要修建大量的沿海地區的變壓站,才能夠把這些電流輸送到負載中心,在這里就需要構造強有力的超高壓輸電體系。
對任何的區域的電網互聯互通方面,都需要這種可能性,當然我們知道這種技術可以用交流或直流技術,直接涉及到容量和成本,當然這一塊兒如果是大量的電能來進行消納和傳輸,涉及到成本的考慮,所以我們不僅會使用超高壓直流,也可以使用超高壓的交流。他們有可能是非常好的替代方案,因為和傳統的交流傳輸相比,我們現在也在研發自己的項目,當然是和中國的伙伴一起來做聯合研發,也就是EPPI,能源電力研究院和我們來合作做這個項目,我們在未來會使用超高壓的輸電線路。
當然也要去看一下它的成本,在巴西,我們希望以最低的成本,不想把太多的成本轉嫁給終端用戶,所以會進行相關的經濟學分析,用盡可能最低的成本選擇相應的技術。當然,我們也不想犧牲技術的性能,因為畢竟我們要對系統進行非常好的控制,所以超高壓還是非常的重要。像超高壓直流輸電系統或者是交流系統,我們都要去考察它輸送的穩定性。如果直流脫網,比如說在1000KV,系統就會失穩,因為畢竟要避免級聯事件的發生,動態的穩定性是非常關鍵的參數。另外也講到了多種模式的包括柔性直流和高壓直流,還有高壓多終端和超高壓交流,另外像我們的一些能源輸出系統的大通道可以用超高壓直流,因為超高壓直流我們這個通道可以修的窄一些,不會對環境產生太大的影響。其實在巴西我們也需要去架設非常高的輸電線路,來避免森林的退化。
我發言的最后一部分,我想說的就是如果說我們想要用融合的體系的話,那么其中就會涉及到水電、風電和光伏,他們都是非常關鍵的。所以說我們可能會需要讓他們之間產生一種合作共生的效果。比如說在光伏電廠附近架設水電,然后這樣可以使它作為一個儲能的設施來存在。同時,也可以去進一步的提升風、光的使用。
另外還有很關鍵的一點,就是如果用超高壓輸電的話,還可能涉及到和其他國家的連接,其實涉及到很多問題,我們會有一些時差,也會有需求上的差別,每一個國家都不一樣,所以說要提升國家與國家之間的互聯互通也是非常有挑戰的。我們也希望在南美能夠實現更大程度上的電網的連通。
最后總結一下,在超高壓輸電當中,最主要的問題是什么呢?就是要實現超高壓的安全穩定的輸電。謝謝!
責任編輯: 李穎