电气时代：多样化的发电基础设施对于满足能源需求至关重要

2025年4月9日

多样化的发电基础设施有助于满足日益增长的电力需求。 Image: Getty Images/iStockphoto

Chief Executive Officer, AES

President and Chief Executive Officer, Siemens Energy

随着产业发展、城市扩张以及交通、制造、供暖等更多行业向电气化转型，电力正成为现代经济的支柱。

根据国际能源署（IEA），到2040年，新兴市场将驱动 85%的电力需求增长，因为生活水平提高和产业发展将促进消费。

这既创造了机遇，也带来了挑战：我们如何能够快速扩大发电和配电规模，同时确保其可靠、可负担和可持续性呢？

更关键的是，如今的电力需求预测与十年前的预测是否有明显不同？要回答这些问题，我们需要采取务实且灵活的方法，将现有的基础设施与可扩展的清洁能源技术相结合。

系统范围和技术不可知

任何单一技术都无法在满足日益增长的电力需求的同时保障能源安全。我们需要综合多种方案以保证稳定可靠的电力供应，例如可再生能源、传统发电厂、能源储存和现代化电网。

此外，围绕能源安全的地缘政治竞争，尤其是在数字经济中的竞争，凸显了构建具有韧性和适应性的电力系统的重要性。

随着人工智能和自动化快速发展，我们必须加快基础设施建设，因为能源规划往往难以跟上技术进步的步伐。

传统上，能源基础设施主要围绕三大要素：可持续性、可负担性和可靠性。

但如今，“可用性”正成为起决定性作用的第四要素。对于数据中心等发展迅速的行业而言，快速获取新一代的发电能力具有不同的价值。

必须发展基础设施和监管框架，使其与需求增长的速度相匹配。

在短期内，优化现有的能源系统是增强安全性和可靠性最快且最具成本效益的方式。关键措施包括：

电网现代化与扩展：超过40万公里的输电网络需要升级或新建，以缓解瓶颈问题。目前有近3太瓦的可再生能源项目因电网限制而推迟。
灵活发电：燃气发电厂将继续在维持电网稳定方面发挥关键作用，尤其是使用可再生能源较多的地区。优化现有的电厂并谨慎新增电厂可以在控制成本的同时提升能源系统的可靠性。
效率提升：通过工业流程优化、智能电网和节能技术来提升效率是保障系统长期稳定的重要手段。

在中期内，有必要扩大可再生能源的规模以满足迅速增长的电力需求。风能和太阳能等成熟技术对具有韧性的电力供应至关重要，但必须解决整合挑战：

整体系统成本：尽管可再生能源的发电成本较低，但其波动性造成了储能、输电和电网平衡等系统性成本。任何方法都需要最大程度地降低整体成本，而不仅仅关注平准化度电成本。
储能部署：短期和长期储能是应对可再生能源波动性的关键。储能也有助于更好地利用电力线和燃气电厂。为了向可再生能源转型，我们需要加大对储能方案的投资。
效率和需求侧管理：通过更智能的能源使用减少不必要的消耗可以有效限制新增发电能力的需求。效率必须成为能源转型的核心支柱。

在长期内，2030年及以后，成熟与新兴技术的组合将有助于确保稳定、低碳的电力供应：

核能：核能仍然是可靠的基荷能源，预计将占全球电力的约 10%。全球正在开发大型和小型模块化反应堆项目。尽管成本更高，但核电仍是构建多样化、稳定能源组合的重要选项。
储能的作用：急需增加电池储能以保障未来能源安全。国际能源署表示，2023年电力行业的电池部署量翻了两番以上，全球新增42吉瓦。要实现2030年目标，全球储能必须增加六倍。
战略创新：先进地热能、长时储能和碳捕集等新兴技术必须与现有方案协同发展，以保证长期可持续性和稳定性。