电网和安全能源转型：增强弹性、可持续和负担得起的电力系统的基础

电网和安全能源转换 增强弹性的基础，可持续和负担得起的电力系统 国际能源署 国际能源机构协会国家: 国际能源署检查全光谱能源问题，包括石油，天然气和煤炭的供需，可再生能源技术，电力市场，能源效率，能源获取，需求方管理等等。通过其工作，IEA倡导的政策将提高其能源的可靠性，可负担性和可持续性31成员国,13协会国家和超越。 国际能源署成员国 澳大利亚奥地利比利时加拿大爱沙尼亚芬兰法国德国希腊匈牙利爱尔兰意大利日本韩国立陶宛卢森堡墨西哥荷兰新西兰挪威波兰葡萄牙斯洛伐克共和国西班牙瑞典瑞士T ü rkiye共和国英国美国 阿根廷巴西中国埃及印度印度尼西亚肯尼亚摩洛哥塞内加尔新加坡乌克兰 本出版物和此处包含的任何地图均不影响任何领土的地位或主权，国际边界和边界的划定以及任何领土，城市或地区的名称。 欧盟委员会也参与了国际能源署的工作 资料来源：国际能源机构。国际能源署网站：www.iea.org Abstract 一个多世纪以来，电网一直是电力系统的支柱，通过为家庭、工业和服务业供电来支撑经济活动。随着清洁能源转型的推进，电力的作用将更加突出，使电网对社会和经济更加重要。电气化和可再生能源的部署都在加快步伐，但如果没有足够的电网将新的电力供应与需求连接起来，清洁能源转型就有可能停滞不前。 本报告提供了当今全球电网的全球盘点，详细介绍了电网基础设施，连接队列，停电成本，电网拥堵，发电限制和电网发展时间表。我们发现，今天已经有迹象表明，电网正在成为清洁能源转型的瓶颈，并分析了如果电网发展和改革进展不够快，我们将面临的风险。 我们发现，延迟行动意味着延长对化石燃料的依赖，导致排放和社会成本的增加。需要政策制定者和商业领袖给予前所未有的关注，以确保电网支持清洁能源转型并维护电力安全。报告最后为决策者提出了重要建议，强调了投资、监管和规划等领域的必要行动。 致谢、贡献者和学分 本研究由能源市场和安全局（EMS）的可再生集成和安全电力（RISE）部门编写。‐主要作者是电力部门负责人Pablo Hevia - Koch、Brent Wanner和能源分析师Power SystemTransformation。 本报告的电网建模团队由Bret Waer领导，其他分析由Rea Kwahata领导。Zoe Hgerford也是核心团队的一员，并在整个报告中做出了贡献。主要贡献来自Ere ç am（中断），JavierJorqera Copier（拥塞管理和中断），Trevor Criswell（连接队列），Michael Drtil（传输和许可），Stavrola Evagelopolo（供应链），Eric Fabozzi（建模），Eriqe Gtierrez（监管），Bro Idii（就业），Lara Mari Martiez（削减），Alessio Pastore（监管和分配）和Alaa Rawlis Bilbao（投资）。 整个机构的其他贡献来自： Heymi Bahar（连接队列和缩减），Minna Genser（网络安全），Julia Guyon（电力需求和电动汽车），Katsuki Ishimaki（网络安全），John Moloney（停电），YuNagatomi（规划和投资政策），Camille Paillard（公众接受和许可），Uwe Remme（供应链）和Daniel Wetzel（ Matthieu Coget，Jinpyung Kim，Hyejeong Lee，Jae Sun Lee，Jeremy Tessier，Lukas Trippe和Zhiyu Yang提供了必要的支持。 Justin French - Brooks承担编辑责任。 来自IEA的其他主要贡献者是：丽塔·马德拉，金孙·林，阿萨·古普塔，布伦丹·雷登巴赫和维达·罗兹特。 IEA的其他高级管理层和许多其他同事提供了宝贵的意见和反馈。特别是Keisuke Sadamori，Laura Cozzi和Tim Gould。 感谢国际能源署通信和数字办公室在编写报告和网站材料方面的帮助，特别是感谢JethroMullen，以及 Oliver Joy. Poeli Bojorquez, Astrid Dumond, Grace Gordon, Isabelle Nonain - Semelin, LucileWall and Clara Vallois, provided essential support to the production process. IEA的法律顾问办公室，管理和行政办公室以及能源数据中心在整个报告编写过程中提供了帮助。 David Wilkinson（独立顾问）为分析提供了宝贵的投入。 没有支持和合作，这项工作是不可能实现的‐由全球许多政府机构，组织和公司提供的业务，特别是：Enel Grids；日立能源；Iberdrola；ACER；Cigre；EDF; ENTSO - E；欧盟DSO实体；欧盟委员会；GE Vernova；KEEI; Ministerionde Minas e Energia巴西；日本经济，贸易和工业部；肯尼亚能源部；OCCTO;国家电网研究所； 感谢IEA电力安全顾问委员会。 同行评审员 许多高级政府官员和国际专家提供了投入，并审查了报告的初稿。他们的意见和建议非常有价值。它们包括: David Felipe Acosta Correa能源分销商协会拉丁美洲（ADELAT） Keigo Akimoto地球创新技术研究所 Mirlan Aldayarov世界银行 Xavier Chen北京能源俱乐部Naomi Chevillard SolarEuropeAndrei Covatariu联合国数字化工作队Juan David Molina Castro哥伦比亚知识分子Carlo Degli Esposti TERADECMarcello del Brenna Prysmian GroupFernando Dominguez欧盟DSO实体中明都电力规划工程学院Marek Duk Polskie Sieci Elektroenergetyczne（PSE）Frederic Dunon EliaPablo Gonz á lez Gasc ó n y Mar í n Iberdrola Edwin海森ENTSO - EMelis Isikli Eurelective杰拉尔德·肯德勒·安普里恩James Kappel加拿大能源和自然资源部Sarah Keay - Bright国家电网ESOVasiliki Klonari风欧洲能源监管机构合作署(ACER)Ashok Kumar Rajput中央电力局Patricia Labra Red El é ctrica de Espa ñ aFrancisco Laver ó n IberdrolaMarina Lombardi Enel网格Stephen Lorimer Net Zero中心马秋阳马修·马吉尔国家电网研究院国家电网ESO松浦康夫关西输配电Christoph Maurer Consentec 澳大利亚能源市场委员会 Albert Moser RWTH亚琛 ：Manabu Nabeshima电力和天然气市场监督委员会S R NarasimhanBruce Nordman印度电网控制器劳伦斯伯克利国家实验室Kaname Ogawa日本经济产业省Mika Ohbayashi日本可再生能源研究所冈本广本东京电网Juan Carlos Olmedo Coordinador El é ctrico Nacional芭芭拉·奥尼尔国家可再生能源实验室Eli Pack澳大利亚能源市场运营商罗伯特潘BC水电Kristen Panerali世界经济论坛Zsuzsanna PatoMichelle PatronMicrosoft项目监管援助艾伦梨RMIT大学Zubin Postwalla GE Vernova网格解决方案Julia Reinaud突破能源马格努斯R ö stlund NKT集团路易丝·鲁洛德·欧莱雅Gerhard SalgeIgnacio Santelices日立能源AdelatRaphael Sauter欧盟委员会马库斯·斯图尔特商业、能源和工业战略部Reena Suri印度智能电网论坛：Thais Texeira Empresa de Pesquisa EnergeticaAlberto Toril突破能源 希腊共和国总理办公室Nikos TsafosAndreas Ulbrig RWTH亚琛Nuki Utama东盟能源中心Jan Van Roost CoresoPeter Vermaat欧盟DSO实体St é phane Verret艾斯玛·维蒂亚娜魁北克水电ØrstedViviana Vitto Enel网格Karin Wadsack全球电力系统转型Volker Wendt Europacable联合国亚洲及太平洋经济社会委员会(亚太经社会)Hyeok - Jun YoonAudrey Zibelman韩国电力交易所Zibelman能源顾问Christian Zinglersen能源监管机构合作机构(ACER) 执行摘要 现代，智能和扩展的电网对于成功的能源转型至关重要 作为当今电力系统的支柱，随着清洁能源转型的进展，电网将变得越来越重要，但它们目前受到的关注太少100多年来，电网一直在为家庭、企业和工业供电。清洁能源转型正在推动我们能源系统的转型，并扩大电力在各经济体中的作用。因此，各国向净零排放的过渡需要更大、更强大和更智能的电网来支撑。 为了实现各国的国家能源和气候目标，未来十年世界用电量需要比前十年增长20%到2050年，电力需求需要在全球实现净零排放的道路上更快地增长，这与将全球气温上升限制在1.5摄氏度是一致的。随着世界部署更多的电动汽车，安装更多的电加热和冷却系统，以及利用电解扩大氢气生产，扩大电网对于实现这种增长水平至关重要。 实现国家目标还意味着到2040年增加或翻新总计超过8000万公里的电网，相当于整个现有的全球电网电网对于使电力供应脱碳和有效整合可再生能源至关重要。.在国家能源和气候目标按时实现的情况下，风能和太阳能光伏发电占未来20年全球电力总容量增长的80%以上，而过去20年不到40%。在国际能源署(IEA)的2050年净零排放情景中，风能和太阳能占增长的近90%。可再生能源部署的加速要求对配电网进行现代化改造，并建立新的输电走廊以连接可再生资源，例如沙漠中的太阳能光伏项目和海上风力涡轮机，这些资源远离城市和工业区等需求中心。 现代和数字电网对于在清洁能源转型期间保障电力安全至关重要。随着太阳能光伏和风能等可变可再生能源份额的增加，电力系统需要变得更加灵活，以适应产出的变化。在与满足国家气候目标相一致的情况下，2022年至2030年对系统灵活性的需求翻了一番。电网需要以新的方式运行，并利用分布式资源的好处， 例如屋顶太阳能和所有灵活性来源。这包括部署电网增强技术，并通过数字化释放需求响应和能源存储的潜力。 电网风险成为清洁能源转型的薄弱环节 至少有3 000吉瓦（GW）的可再生能源项目，其中1 500吉瓦处于后期阶段，正在等待电网连接队列-相当于2022年增加的太阳能光伏和风能容量的五倍。这表明电网正在成为向净零排放过渡的瓶颈。全球等待连接的项目数量可能会更高，因为占全球风能和太阳能光伏发电能力一半的国家可以获得此类队列的数据。虽然对可再生能源的投资一直在快速增长-自2010年以来几乎翻了一番-但全球电网投资几乎没有变化，保持在每年约3000亿美元的水平。 电网投资和改革的延迟将大大增加全球二氧化碳(CO2)排放，减缓能源转型，并将 1.5 ° C的目标遥不可及。在本报告中，我们开发了电网延迟案例，以探讨比IEA以气候为重点的情景所设想