未來社會將是電力驅動的。未來十年,脫碳電力將在實現(xiàn)能源轉型和應對全球變暖方面發(fā)揮越來越大的作用,目前勢頭正在形成。在上游,風力渦輪機和太陽能發(fā)電場正在取代火力發(fā)電站。而在下游,新的用電方式正在加速實現(xiàn)凈零排放。
重要的里程碑已經實現(xiàn)。2021 年,風能和太陽能在歐洲的發(fā)電量首次超過天然氣。在風速低于平均水平的一年,太陽能的增長至關重要。事實上,太陽能在 2021 年的發(fā)電量比 2019 年增加了 27%。太陽能現(xiàn)在占歐洲電力的 6%。許多歐洲國家已經為太陽能的快速增長奠定了基礎,而不僅僅是在太陽能潛力最高的南歐。
而下游——在消費層面——轉型也在順利進行。證據就在我們身邊,電動汽車 (EV) 正在迅速取代傳統(tǒng)的柴油和汽油動力汽車。與此同時,電動地面和空氣源熱泵正在取代傳統(tǒng)的燃氣和燃油供暖。所有類型的工業(yè)流程都在從化石燃料轉向電力。
發(fā)電和使用電力的新方式引起了廣泛關注??赡懿惶黠@,但每一點都很重要,如電力的傳輸和分配。振興電網的需求變得越來越緊迫:例如,在美國,到 2040 年估計將需要 1.1 萬億美元來擴大和升級電網以保持可靠性和彈性。
到目前為止,電網現(xiàn)代化所需投資中只有一小部分獲得批準,這表明公用事業(yè)公司的提議與監(jiān)管機構目前認為合適的提議之間存在脫節(jié)。
盡管如此,仍在取得進展。多虧了智能電表,電網正在變得數字化。智能電網技術——允許運營商充分利用其現(xiàn)有基礎設施——有可能節(jié)省數十億的電網投資。這很重要,因為發(fā)達經濟體的電力基礎設施平均有 40 到 50 年的歷史。停電的風險是真實存在的。
挑戰(zhàn)很明顯。首先,需要提高電網的容量和可靠性。與此同時,在全電動的未來,需要確保人員和財產的安全。此外,電網必須是可持續(xù)的。這意味著最大限度地減少新電網基礎設施的碳足跡,并確保對其交付所需的資源進行仔細管理。所有這些都必須以具有成本效益的方式實現(xiàn)。
創(chuàng)新將在實現(xiàn)這些目標中發(fā)揮關鍵作用。下面,我們概述了我們認為將在未來十年塑造世界電氣化的技術:
新能源——漂浮式海上風能、太陽能跟蹤器和漂浮式太陽能、微型核設施。
交流到直流的過渡——在低壓、中壓和高壓下從交流到直流電氣系統(tǒng)的部分切換。
超導性——大容量傳輸,無損耗和最小的土地占用。
電動汽車——更廣泛、更容易地使用充電基礎設施。
氫——使重工業(yè)和運輸脫碳的綠色氫將成為電力需求的關鍵驅動力。
互聯(lián)產品——物聯(lián)網 (IoT) 星座和 RFID。
數字雙胞胎——使用現(xiàn)實世界的電子表示進行建模和預測。
大數據和人工智能——更深入的洞察力和增強的決策能力。
智能和安全的建筑——全電動未來的電氣和消防安全。
碳中和塑料——生物塑料、再生塑料和材料過渡。
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