彭博社发布文章称,我们的能源系统是建立在过剩基础上的,这或许是件好事。
看看电力从电站到插头插座的过程,你会发现每步都出现了产能过剩的情况。所有电网的设计都有备用余量,当需求超过预期峰值10%左右时,余量在特殊情况下可以被调用。
在此之前,燃煤和燃气发电机也是过剩的,它们目前仅有一半的时间在运转。在没有与可再生能源激烈竞争的情况下,它们只有70%或80%的容量。为它们提供动力的燃料也来自运行时有大量闲置的设备,美国油田传统上以90%至95%的产能运行,煤矿则以81%左右的产能运行。
所有过剩的供应提供了一个有用的功能。当电力需求超过预测时,过剩的产能可以随时被调用,在短时间内提供额外的电力。这正是我们现在看到的情况:中国煤炭、欧洲天然气和全球原油的成本飙升,是能源系统在最需要的时候利用高价来激励额外供应的症状。
尽管零碳能源很可能在满足世界能源需求的长期竞赛中获胜,但这为基于燃料的能源提供了巨大的优势。建设一个新的风力、太阳能、核电站,或调配燃料需要时间,比用碳氢化合物燃料多生产一千兆瓦时所需的时间更多。
正如国际能源署本周所说,世界能源系统目前面临的问题非常混乱。因此,它们不会阻碍向零碳电力的转换。不过,它们还是及时提醒我们,基于可替代的全球燃料贸易的能源系统是试图平衡地区和季节之间需求波动的巨大资产,这是未来电网需要达到净零排放的特征。
有几种可能的方法来解决这个问题,但没有一个是理想的。一种选择是利用国际间输电线路,将电力从一个地区转移到另一个地区。例如将印度、中东和东南亚的电网连接起来,或者用澳大利亚内陆的可再生电力为新加坡供电。然而,深海中电网建设挑战了工程能力的极限。除此之外,这还面临着具有挑战性的地缘政治,如印度的电网需要通过巴基斯坦的领土。
或者,可以以低碳形式重建现有的燃料市场。我们可以利用可再生能源来生产氢气,并将其以元素或氨的形式运往世界各地,但每种过程都会因气体转化导致巨大的效率损失。另外,如果碳捕获和储存能够发挥作用,你可以继续使用现有的燃料,并从烟囱排放中去除温室气体。但这和氢气一样,是一项昂贵的、未经测试的技术,而且比零碳更低碳。
几乎可以肯定的是,这种系统需要作为备份。不过,最重要的因素可能是在新的零碳系统中重新创造当前化石燃料能源系统的低效率。在可再生能源开发商中,由于风能或太阳能产能太多、电网无法容纳,造成的电力被浪费的情况向来很糟糕。
然而,一些能源建模师已经开始争论,建立零碳电网的最便宜方式可能是大规模建设风能和太阳能发电站,该计划在供应崩溃、或需求激增的情况下也不会使市场过于紧张。
如果是这样,未来并不是目前煤炭和天然气高价所暗示的能源供应受限,而是电力过于丰富的情况。