高壓電纜短缺可能會阻礙清潔能源轉型

2025年06月15日02:12:15 科技 1898

隨著各國在可再生能源和電氣化方面設定越來越宏偉的目標,不起眼的高壓電纜已成為全球經濟脫碳競賽中的關鍵,同時也是潛在的瓶頸。彭博社對丹麥領先電纜製造商 NKT 首席執行官 Claes Westerlind 的採訪,解釋了其中的原因。

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全球高壓電纜需求激增,正威脅著清潔能源革命的進程。全球新建風電場、太陽能發電廠和跨境電力連接的能力,正日益取決於一個供應鏈瓶頸,而業內外鮮有人考慮到這一瓶頸。這一挑戰的核心在於製造巨型電纜的複雜且資本密集的流程,這些電纜將電力輸送到數百英里外的陸地和海底。

儘管需求飆升,電纜製造商仍對擴大產能持謹慎態度,這引發了人們對電氣化步伐是否能跟上氣候目標、地緣政治緊張局勢以及工業投資實際情況的質疑。

高壓電纜是現代電網的動脈,將電力從偏遠的風力發電場或水力發電站輸送到需要這些電力的城市和工業領域。與穿過房屋牆壁的細電線不同,這些電纜堪稱工程奇蹟——有時粗如人體軀幹,經過鎧裝強化處理,可承受海底的巨大壓力,並且設計用於在極端的電力和環境壓力下使用數十年。

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韋斯特林德告訴彭博社:「如果你看一下超高壓直流電纜,它能夠通過兩對電纜傳輸大約兩千兆瓦的電力——這意味著相當於一座核反應堆的電力通過一根電纜。」

製造這些電纜的工藝既專業又苛刻。電纜的核心是導體,通常由銅或鋁製成,像繩索一樣絞合在一起,以提高柔韌性和強度。製造商在高聳的垂直工廠中,圍繞著導體施加多層絕緣層,以確保電纜保持完美的圓形,並能夠安全承受巨大的電壓。絕緣層中的任何雜質,即使是像睫毛這樣小的東西,都可能導致災難性的故障,甚至可能導致整個城市斷電。

隨著全球競相開發可再生能源,對高壓直流 (HVDC) 電纜的需求也隨之猛增。高壓直流技術最初由安凱特 (NKT) 於 20 世紀 50 年代率先推出,現已成為長距離輸電的支柱,尤其適用於海上風電場和洲際線路。近年來,約 80% 至 90% 的新建大型電纜項目都採用了高壓直流技術,這體現了其在遠距離輸電和低損耗方面的高效性。

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但需求激增也帶來了一個關鍵的瓶頸。韋斯特林德報告稱,生產這些電纜的工廠多年來一直處於預訂滿狀態,每個項目都需要根據線路的電力需求、地理位置和環境條件進行定製工程。根據國際能源署的數據,到2040年,實現全球清潔能源目標需要新建相當於8000萬公里(約4970萬英里)的電網基礎設施——這相當於過去一個世紀建設總長度的兩倍,但僅用了15年時間。

儘管需求明確,但由於經濟、政治和技術等諸多原因,電纜製造商在增加產能方面進展緩慢。新建一座電纜廠的成本可能高達10億歐元,製造商對在沒有公用事業公司或政府長期承諾的情況下進行此類投資持謹慎態度。「對於像我們這樣的公司來說,投資10億或20億歐元,是一項巨大的承諾……但為了使這項投資在未來(不是五年或十年,而是未來20到30年)真正實現財務效益,也需要巨大的需求,」韋斯特林德說道。該行業至今仍未擺脫十年前的陰影,當時預期的需求未能實現,昂貴的新設施也未得到充分利用。

一些政府和輸電系統運營商正試圖通過「預期投資」來打破僵局——甚至在具體項目最終敲定之前就承諾購買電纜容量。這種得到監管機構支持的做法,讓製造商有信心擴張,但這仍然是例外,而非普遍現象。

與此同時,韋斯特林德認為,該行業本身的結構也阻礙了快速擴張。製造高壓電纜所需的專業知識、技術和基礎設施集中在少數幾家公司手中,形成了分析師所說的「深護城河」,新進入者難以跨越。

地緣政治緊張局勢進一步加劇了局勢的複雜性。中國建設高壓直流輸電線路數量超過任何其他國家,儘管安凱特(NKT)等西方製造商在最先進的電纜系統領域仍保持著技術優勢。然而,歐洲和美國越來越擔心在此類關鍵基礎設施方面依賴外國供應商,尤其是在近期全球衝突和貿易爭端的背景下。「戰略自主權對於社會的核心和基礎部分至關重要,而電網骨幹就是其中之一,」韋斯特林德指出。

風險很高。如果不迅速協調地推動電纜製造業的擴張,全球清潔能源轉型的放緩可能並非源於風能或太陽能的匱乏,而是源於連接電網所需的電纜短缺。正如韋斯特林德所說:「我們都知道必須這樣做……這些投資規模巨大,成本高昂。因此,政府也必須參與其中,促成這些前瞻性投資,並確保輸電系統運營商 (TSO) 能夠真正推進這些投資。」

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