中国的电网：扩展和网络能力之间的差距 - 可再生能源网络集成中的挑战 - 图像：xpert.digital.digital
极限上的电网：中国可再生能源的挑战
尽管有记录记录：中国太阳能和风力发电的扩展
中国将自己定位为扩大可再生能源的全球先驱，但在将这些能力融入其国家力量电网时面临着巨大的挑战。尽管太阳能和风力涡轮机的破坏性装置创造了创纪录的装置，但生成的绿色电流中很大一部分被定居 - 因此未进入网络，因为网络基础架构无法跟上快速扩展。这种差异导致大量浪费能源并制动了向更可持续的能源系统的有效过渡。中国政府已经意识到了这个问题，并制定了各种策略来改善网络集成，包括对超高压线的大量投资，对折扣配额的调整以及促进储能技术的调整。
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中国可再生能源的前所未有的扩展
近年来，中国经历了其风能和太阳能的前所未有的扩张。该国带领全球发展，并组装了世界其他地区的两倍。仅在2023年的前七个月中，中国就安装了近100吉瓦的新太阳能容量，因此超过了2022年全年的记录。到2023年底，安装的光伏能力达到了近610 gigawatts，仅在今年就增加了三分之一。
增长动力在2024年持续。在一年的前九个月中，已经安装了200吉瓦的风和太阳能系统，全年的预测总计为250至300吉瓦。这种爆炸性的增长显然超过了2020年至2022年之间每年100至130吉瓦的先前平均值。全球能源监护仪估计，到2024年底到XI Jinping总统之前的六年，中国可以轻松地达到1,200吉瓦的安装风和太阳能。
通过计划的“大风和太阳能基地”，中国在可再生能源领域的野心特别清楚。这些重大项目的第一波浪潮在2021年宣布了97吉瓦，并按计划在2023年按计划进行运营。计划在2025年至2030年之间进行第二次和第三波的503吉瓦。
委托问题：浪费可再生能源
尽管有这些令人印象深刻的数字，但中国仍面临着一个基本问题：不使用产生的可再生能源的很大一部分。这种现象被称为“委托”或“削减” - 在这种过程中，阻止电力生产商将其发电的电力馈入分销网络。
中国代表团的历史可以追溯到2010年代中期。当时，某些省份的折扣率达到了40％至50％，这意味着几乎一半可能产生的可再生能源尚未使用。为了抵消这个问题，国家发展与改革委员会（NDRC）和国家能源局（NEA）在2018年引入了5％分离的上限。该法规指出，某些中国省份的太阳能和风能项目的使用率不得低于95％。
但是，该政策的执行会带来无意的后果：这导致严格限制可再生能源项目的范围，尤其是在折现率较高的地区。新项目的批准和开发受到严格限制，因为许多项目难以获得建筑许可。
在2024年，这项政策的重大变化正在出现。考虑中国的NEA和国家电网公司（SGCC）将允许的折现率从5％提高到10％。允许的折现率的加倍是，该允许网络集成问题继续存在，并且在短期内无法完全解决。
缺乏网络集成的原因
中国缺乏可再生能源的整合的主要原因是生产和消费之间的地理差异。风能和太阳能的最佳条件可以在中国的西北和北部省份找到，那里的太阳能和风力涡轮机占据主导地位。但是，大多数电力需求集中在工业化大都市地区和东海岸的工业中心 - 东南部大约有70％的电力需求。
这种情况是一个巨大的挑战，因为生产设施距离主要消费中心最多3,000公里。使用如此大的距离，没有专门基础设施的电力运输效率低下，因为损失太高。这个问题的一个明显例子是世界上蒙古（Inner Mongolia）世界上最大的风电场。尽管该发电厂的一部分在2020年完成了六吉瓦的容量，但在2023年春季，只有一个风力涡轮机连接到网络。
另一个结构性问题是在可再生能源产生和网络扩展方面的投资之间的不平衡。尽管中国在扩大可再生能源方面投资了创纪录的损失总和，但对电网的投资仍然相对较低。与2018年至2020年期间相比，在2021年至2023年之间，中国的网络投资基本上是稳定的 - 尽管可再生能源的指数增长。
此外，中国电力市场仍然非常僵化。政治利益和官僚障碍阻碍了省级边界以外的电力贸易，这也使可再生能源的有效分配变得更加困难。
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能源行业的平衡法：煤炭和可在中国可再生
政治措施和投资解决问题
中国政府已经认识到这个问题，并从事各种解决方案。一个关键要素是超高电压网络（UHV）的扩展，它可以在大距离内有效地运输电力。中国是该领域的全球领导者，并且正在大量投资这项技术。
中国西部地区大规模风能和太阳能系统的第一个试点项目是在2000年代初开始的。一方面，这些应该使许多家庭仍然没有电源，另一方面为工业化的东南提供电气化。
两个州网络运营商，州电网和中国南部电网，宣布了数十亿美元的投资目标，以改善网络基础设施。北宁北部可再生能源项目到东南部湖南省的第一条高压线是2023年6月开始的。据专家估计，该管理的建设可以在2025年完成。
总体而言，中国将在2024年的电力电网上投资超过800亿欧元。尽管这是相当大的数量，但不足以跟上可再生能源的快速扩张。 Agora Energende的专家建议，在电网上进行投资应适用于可再生电力发电的纪录高投资。
改善网络集成的创新方法
除了网络扩展外，中国还采用创新的方法来更好地整合可再生能源。一种非凡的方法是将电动汽车集成到电网中。 2024年1月，中国政府发布了实施指南，以改善电动汽车和插电式混合动力与电网的相互作用。
该计划旨在在2025年之前建立一个用于车辆网络交互的国家标准系统，并为双向商店建立关税机制。到2030年，受控的双向负载将大规模建造，目的是使电动汽车“数十亿千瓦的双向灵活性，以实现电力系统的监管能力”。
在中国广泛使用的电池交换站也应有助于网络稳定性。例如，电动汽车制造商NIO已经在2022年开始测试电池交换站，该电池交换站可能会将电力倒入网络中。
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双重策略：煤炭和可再生能源
中国能源政策的一个了不起的方面是，尽管可再生能源大量扩大，但煤炭的动力也得到了进一步扩展。 2024年，煤炭生产的发电厂的建设工作增加到94.5吉瓦 - 是自2015年以来的最高水平。此外，该国批准了66.7吉瓦的新煤炭发电厂，尤其是在下半年的许可证增加。
这种平行的策略提出了有关中国长期能源转化的问题。与其取代煤炭，不如将清洁能源放在化石燃料的现有系统上，这使得预定的基于可再生能源的电力部门过渡。 2024年，有75％以上的新批准的煤炭工厂容量由煤矿开采公司或具有煤炭活动的能源集团提供资金，即使市场基库没有证明扩张是合理的，这也会增加煤炭的统治地位。
然而，也有积极的发展：可再生能源的扩展有助于在2024年5月以创纪录的低至53％的53％降低中国的煤炭电力比例。这表明，尽管策略并行运行，但可再生能源正在逐渐变得越来越重要。
中国的平衡法：网络整合和通往绿色未来的方式
网络整合的挑战不会阻止中国继续对可再生能源进行大规模投资。根据标准普尔全球评级，尽管预计折现率上升，但中国可再生能源的扩大仍在继续。分析师期望操作员“必须经历疼痛，直到在过渡过程中节点平滑为止”。
开发了有关减少问题的解决方案，包括对传输技术和存储解决方案的进一步投资，但实施将需要时间。对于运营商而言，这意味着他们变得更有选择性，并且在地区的投资必须优先考虑更便宜的当地电力准则和更好的供求比率。
中国在可再生能源的网络集成方面的经验具有全球重要性。作为世界上最大的温室气体发行商，同时又领导着可再生能源的土地，中国的成功或失败在这些能源的整合中可能会对全球气候保护工作产生决定性的影响。
弥合差距
中国可再生能源缺乏网络集成是该国能源过渡的重大挑战。尽管风能和太阳能的扩大进展令人印象深刻，但重置问题仍然存在，并导致大量浪费能量。能源产生和消费之间的地理差异，对电网的投资不足以及不灵活的电力市场是这一挑战的主要原因。
中国政府认识到这个问题，并采取了各种措施，包括对超高压网络的大量投资，折现率的改编和创新方法，例如将电动汽车集成到电网中。同时，扩大煤炭发电厂的平行策略仍在继续，这引发了有关长期转型的问题。
煤炭和可再生能源之间的竞争得到了加剧，风力和太阳能发电越来越受到限制，尤其是在2024年第四季度。为了确保成功的能源过渡，中国将大大增加其电网的投资，并使市场更加灵活。这是利用其令人印象深刻的可再生能源能力并为全球气候保护做出有效贡献的全部潜力的唯一途径。
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