Розвиток відновлюваної енергетики продовжується шаленою швидкістю, у 2024 році на нові потужності буде витрачено 644 мільярди доларів, але застарілі та неадекватні електромережі можуть виявитися суттєвим каменем спотикання на шляху енергетичного переходу. Згідно з дослідженням Rystad Energy, якщо світ хоче обмежити глобальне потепління до 1,8 градусів за Цельсієм у порівнянні з доіндустріальним рівнем, до 2030 року необхідно інвестувати 3,1 трильйона доларів в мережеву інфраструктуру.
За таким сценарієм буде потрібно додатково 18 мільйонів кілометрів електромережі, щоб йти в ногу з електрифікацією міст і округів, включаючи нові потужності відновлюваних джерел енергії та швидке впровадження електромобілів. У 2030 році загальна довжина всіх електромереж у всьому світі збільшиться до 104 мільйонів кілометрів, а в 2050 році – до 140 мільйонів кілометрів – майже такої ж відстані від Землі до Сонця. Негайне розширення на 18 мільйонів кілометрів вимагало б майже 30 мільйонів тонн міді, товару, якого і так бракує.
Зростаючий глобальний попит на електроенергію є головним фактором, що обумовлює потребу у вдосконаленні мережі. Це зростання зумовлене збільшенням населення, індустріалізацією та урбанізацією в країнах, що розвиваються, а також зусиллями пом’якшити зміну клімату за допомогою електрифікації. Кібербезпека, геополітика та зростаючий пріоритет забезпечення надійного національного енергопостачання також сприяють цій потребі. Проте неефективна нормативно-правова база може значно затримати розвиток мережі та, у свою чергу, енергетичний перехід.
«Електромережі будуть як чинником, так і перешкодою для енергетичного переходу. Зрілі електромережі сприяли швидкому збільшенню сонячної та вітрової потужності, що спостерігалося в останні роки, але багато національних електромереж зараз знаходяться поблизу або знаходяться в точці, де подальше підключення неможливе без їх модернізації або розширення. Щоб зберегти поточну тенденцію розвитку відновлюваної енергетики, необхідно збільшити щорічні інвестиції», — говорить Едвард Крістофферсен, старший аналітик Rystad Energy.
Загальна загальна довжина всіх мереж передачі та розподілу в усьому світі становить близько 86 мільйонів кілометрів, відстань достатня, щоб охопити планету понад 2100 разів. Електропередача складається з 6 мільйонів кілометрів ліній високої напруги (понад 70 кіловольт [кВ]). Для порівняння, набагато більша розподільча мережа складається з приблизно 8 мільйонів кілометрів ліній середньої напруги (від 10 до 70 кВ) і колосальної мережі низьковольтних (менше 10 кВ) ліній, що проходять приблизно 72 мільйони кілометрів, досягаючи домогосподарств у всьому куточки світу. До 2030 року довжина сітки збільшиться до 104 мільйонів кілометрів, а до 2050 року – до 140 мільйонів кілометрів. Цього десятиліття на Азію припаде більше половини глобальних приростів, а Китай та Індія лідирують як перше та третє за величиною у світі. споживачі електроенергії.
Ми прогнозуємо, що глобальні інвестиції в мережу цього року досягнуть 374 мільярдів доларів США, причому близько 30% від загальної суми припадатиме на Китай. Азія лідируватиме в інвестиціях у розширення мережі, але інші регіони намагаються наздогнати її, щоб не відставати від збільшення потужностей відновлюваних джерел. Закон США про інвестиції в інфраструктуру та робочі місця (IIJA) передбачає виділення 65 мільярдів доларів на модернізацію та розширення національної енергетичної інфраструктури, а Європейська комісія запустила План дій для мереж наприкінці листопада 2023 року, передбачаючи інвестиції на суму 584 мільярди євро (626 мільярдів доларів) між 2020 і 2020 роками. 2030. Комісія та Європейський інвестиційний банк (ЄІБ) також досліджують, як оптимізувати фінансування для підтримки цих значних інвестицій у мережу. У Великій Британії National Grid запустила план дій щодо оновлення своєї мережі вперше за десятиліття, інвестувавши понад 16 мільярдів фунтів стерлінгів (20,16 мільярда доларів США) в оновлення між 2022 і 2026 роками.
Швидке розширення енергетичної мережі вимагатиме величезних обсягів сировини, особливо міді та алюмінію. Мідь в основному використовується як провідник у підземних розподільних, транспортних і підводних кабелях, тоді як повітряні лінії використовують алюміній. Хоча алюміній переважно використовується в повітряних лініях, його можна замінити як провідник у підземних лініях. Очікується, що до кінця десятиліття попит на мідь і алюміній зросте майже на 40%, але електромережі не є основним рушієм. Вони також життєво важливі для безлічі інших застосувань у будівництві, транспорті, відновлюваних джерелах енергії та споживчих товарах. На мережі припадає лише приблизно 14% глобального попиту на мідь, або близько 4 мільйонів тонн у 2024 році.
Розширення мережі є необхідним для підтримки періодичного та дистанційного виробництва електроенергії з відновлюваних джерел та підключення нових промислових, комерційних і житлових районів, але альтернативи для задоволення зростаючого попиту на електроенергію також існують. Впровадження великомасштабного акумуляторного накопичувача може вирішити проблеми переривчастості, пов’язані з відновлюваними джерелами енергії, і дозволить збільшити середнє навантаження на мережу, зменшуючи потребу в нових лініях. Капітальний ремонт і модернізація існуючої мережі може збільшити пропускну здатність на кілометр, а цифровізація може звільнити пропускну здатність, вирішуючи проблеми гнучкості. У той же час розподілені джерела енергії, такі як сонячна батарея на даху, можуть зменшити потребу в нових лініях. Очевидно лише те, що існуюча світова мережева інфраструктура не відповідає вимогам майбутньої енергетичної системи.
Звивисті процеси отримання дозволів уже спричиняють вузькі місця в багатьох країнах, включаючи США та Великобританію. Застосування великомасштабних рішень для зберігання акумуляторів і цифровізація мережі може вирішити деякі проблеми інтенсивності мережі, але електрифікація суспільства приверне більше уваги та зусиль для оптимізації нормативної бази та заохочення інвестицій, щоб мережі могли підсилювати, а не гальмувати енергетичний перехід.