高压电缆短缺可能会阻碍清洁能源转型
随着各国在可再生能源和电气化方面设定越来越宏伟的目标,不起眼的高压电缆已成为全球经济脱碳竞赛中的关键,同时也是潜在的瓶颈。彭博社对丹麦领先电缆制造商 NKT 首席执行官 Claes Westerlind 的采访,解释了其中的原因。
全球高压电缆需求激增,正威胁着清洁能源革命的进程。全球新建风电场、太阳能发电厂和跨境电力连接的能力,正日益取决于一个供应链瓶颈,而业内外鲜有人考虑到这一瓶颈。这一挑战的核心在于制造巨型电缆的复杂且资本密集的流程,这些电缆将电力输送到数百英里外的陆地和海底。
尽管需求飙升,电缆制造商仍对扩大产能持谨慎态度,这引发了人们对电气化步伐是否能跟上气候目标、地缘政治紧张局势以及工业投资实际情况的质疑。
高压电缆是现代电网的动脉,将电力从偏远的风力发电场或水力发电站输送到需要这些电力的城市和工业领域。与穿过房屋墙壁的细电线不同,这些电缆堪称工程奇迹——有时粗如人体躯干,经过铠装强化处理,可承受海底的巨大压力,并且设计用于在极端的电力和环境压力下使用数十年。
韦斯特林德告诉彭博社:“如果你看一下超高压直流电缆,它能够通过两对电缆传输大约两千兆瓦的电力——这意味着相当于一座核反应堆的电力通过一根电缆。”
制造这些电缆的工艺既专业又苛刻。电缆的核心是导体,通常由铜或铝制成,像绳索一样绞合在一起,以提高柔韧性和强度。制造商在高耸的垂直工厂中,围绕着导体施加多层绝缘层,以确保电缆保持完美的圆形,并能够安全承受巨大的电压。绝缘层中的任何杂质,即使是像睫毛这样小的东西,都可能导致灾难性的故障,甚至可能导致整个城市断电。
随着全球竞相开发可再生能源,对高压直流 (HVDC) 电缆的需求也随之猛增。高压直流技术最初由安凯特 (NKT) 于 20 世纪 50 年代率先推出,现已成为长距离输电的支柱,尤其适用于海上风电场和洲际线路。近年来,约 80% 至 90% 的新建大型电缆项目都采用了高压直流技术,这体现了其在远距离输电和低损耗方面的高效性。
但需求激增也带来了一个关键的瓶颈。韦斯特林德报告称,生产这些电缆的工厂多年来一直处于预订满状态,每个项目都需要根据线路的电力需求、地理位置和环境条件进行定制工程。根据国际能源署的数据,到2040年,实现全球清洁能源目标需要新建相当于8000万公里(约4970万英里)的电网基础设施——这相当于过去一个世纪建设总长度的两倍,但仅用了15年时间。
尽管需求明确,但由于经济、政治和技术等诸多原因,电缆制造商在增加产能方面进展缓慢。新建一座电缆厂的成本可能高达10亿欧元,制造商对在没有公用事业公司或政府长期承诺的情况下进行此类投资持谨慎态度。“对于像我们这样的公司来说,投资10亿或20亿欧元,是一项巨大的承诺……但为了使这项投资在未来(不是五年或十年,而是未来20到30年)真正实现财务效益,也需要巨大的需求,”韦斯特林德说道。该行业至今仍未摆脱十年前的阴影,当时预期的需求未能实现,昂贵的新设施也未得到充分利用。
一些政府和输电系统运营商正试图通过“预期投资”来打破僵局——甚至在具体项目最终敲定之前就承诺购买电缆容量。这种得到监管机构支持的做法,让制造商有信心扩张,但这仍然是例外,而非普遍现象。
与此同时,韦斯特林德认为,该行业本身的结构也阻碍了快速扩张。制造高压电缆所需的专业知识、技术和基础设施集中在少数几家公司手中,形成了分析师所说的“深护城河”,新进入者难以跨越。
地缘政治紧张局势进一步加剧了局势的复杂性。中国建设的高压直流输电线路数量超过任何其他国家,尽管安凯特(NKT)等西方制造商在最先进的电缆系统领域仍保持着技术优势。然而,欧洲和美国越来越担心在此类关键基础设施方面依赖外国供应商,尤其是在近期全球冲突和贸易争端的背景下。“战略自主权对于社会的核心和基础部分至关重要,而电网骨干就是其中之一,”韦斯特林德指出。
风险很高。如果不迅速协调地推动电缆制造业的扩张,全球清洁能源转型的放缓可能并非源于风能或太阳能的匮乏,而是源于连接电网所需的电缆短缺。正如韦斯特林德所说:“我们都知道必须这样做……这些投资规模巨大,成本高昂。因此,政府也必须参与其中,促成这些前瞻性投资,并确保输电系统运营商 (TSO) 能够真正推进这些投资。”