一个多世纪以来，电网一直是电力系统的支柱，为家庭、工厂、办公室和医院提供电力。然而，国际能源署（IEA）在10月17日发布的一份报告显示，电网可能是能源转型的薄弱环节，因为它们已经开始成为可再生能源扩张的瓶颈。
自2010年以来，全球对风能、太阳能、电动汽车和热泵等清洁能源技术的投资一直在快速增长，到现在几乎翻了一番，但IEA发现电网投资却“保持不变”，每年约3000亿美元。
但是，按照现有的可再生能源投资力度，到2030年，全球输电线路建设规模会显著扩大，每年需要对电网进行超过6000亿美元（约4.2万亿人民币）的投资，是目前全球电网投资的两倍。
来源：IEA
电网的建设原本是为了将电力从火电厂/煤电厂输送到需要电力的地方。随着全球向清洁能源经济转型，电网将越来越需要从风能和太阳能发电的区域延伸到用电的地区。因此，这些投资需新增或改造8000万公里的电网，相当于当今全球所有电网。
目前，不少国家都已开展电网投资改造计划，如10月18日，美国能源部拨款35亿美元用于电网改造，这是美国有史以来对电网最大的直接投资。
在我国，今年国家电网有限公司对电网的投资也超过5200亿元，创历史新高；中国南方电网有限责任公司计划“十四五”期间电网投资约6700亿元。特高压、抽水蓄能、新型电力系统整体建设是近年我国电网投资的重点方向。
那么为何要电网改造？主要改造在哪？
01气候变化加剧，电网“压力山大”
气候变化正在提升严重风暴、洪水、干旱和极端高温事件等极端天气发生的频率。而电网承担着电力的输送功能，直接连接电厂与用户，极端天气下，电力安全运行造尤为重要。
对我国电力行业来说，最惨痛的教训莫过于2008年的雪灾。2008年年初，安徽、江西、湖北、湖南、广东、广西等多省区均不同程度受到低温、雨雪、冰冻灾害影响。多处电力线路发生冰闪跳闸、倒塔断线的事故，电网设备受损严重，至少13个省区的电力系统运行受到影响。
而美国近些年所发生的事故影响更大。
2021年2月，寒冷风暴席卷了大半个美国，气候相对温暖的得克萨斯州意外地成了寒潮的重灾区。极端天气下得克萨斯州能源供应系统几乎停摆，造成该州大面积停电、电价飙升，限电负荷超过2000万千瓦，影响人口超过400万人，多人因寒潮殒命。
2021年9月艾达飓风过后路易斯安那州又发生全境停电。
据了解，美国电网是世界上最大的联网机器。输电和配电总长570万英里，约有55,000个变电站，而这些电网基础设施中，超过一半的输电线路和电力变压器是在1970年之前安装的。
因此，这些已经超过50年的旧电网经常出现故障，尤其是在极端天气事件中。
微软联合创始人兼气候投资者比尔·盖茨在他的著作《如何避免气候灾难》中表示，从某种角度来看，一个中型城市需要一千兆瓦的电力。输电线路建设落后的后果是非常可怕的。
因此，面对极端自然灾害的袭击，如何保证电网安全、尽量降低灾害可能造成的社会经济影响，一直是各国政府亟须解决的问题。
02电网主要改造在哪？
除了极端气候对电网安全提出的挑战，各国为了缓解气候变化，投资建设大量可再生能源项目，但这些项目如何与现有电网相连接又是另一大问题。
据IEA统计，目前，全球有1,500吉瓦的可再生清洁能源项目正等待接入电网。
对此，我国在2021年提出新型电力系统的概念，构建清洁低碳安全高效的能源体系，控制化石能源总量，着力提高利用效能，实施可再生能源替代行动，深化电力体制改革，构建以新能源为主体的新型电力系统。
新型电力系统最突出的变化主要体现在“最后一公里”，即发电端高比例新能源接入，配用电端海量分布式电源、电动汽车等新型负荷分散接入。这由此给电网的形态结构、运行方式等带来了巨大挑战。
图说：电力系统“最后一公里”概念示意图
来源：中金研究院
据中金研究院估算，我国要建设新型“最后一公里”体系，预计未来三年的年均投资约3000～3500亿元。
而此前提到的美国35亿美元电网投资，也将有助于把超过35吉瓦的风能、太阳能和其他可再生能源的可再生电力并入电网，并建设400个微电网或自给自足的能源系统。
虽然现在可再生能源接入电网至关重要，但相较于传统电力系统，可再生能源也正在给系统安全稳定运行带来新挑战。
2019年8月9日，英国电网因雷击产生扰动，导致大面积海上风电脱网引发停电事故，损失负荷约3.2%，近100万人在高峰时段受影响；同样，2016年的南澳“9.28”大停电，也是由极端天气诱发新能源大规模脱网导致的，造成约85万人停电长达50小时。
所以，IEA警告称，要应对气候变化，首先要解决电网问题，确保世界电网为迅速出现的新的全球能源经济做好准备，否则清洁能源的发展在“明天”就会面临僵局。
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参考资料：
[1]https://www.iea.org/news/lack-of-ambition-and-attention-risks-making-electricity-grids-the-weak-link-in-clean-energy-transitions
[2]https://www.cnbc.com/2023/10/17/world-must-add-or-replace-50-million-miles-of-transmission-lines-iea.html
[3]https://mp.weixin.qq.com/s/02St5oQPMLpBBlDs_GgTzQ
[4]https://mp.weixin.qq.com/s/tZxY6Jl9gDnBgeev31UzNw
[5]https://www.cnbc.com/2023/10/18/biden-administration-to-invest-3point5-billion-into-the-electric-grid.html
[6]https://www.canarymedia.com/articles/transmission/the-us-just-made-its-biggest-ever-investment-in-the-grid
