首先是2100年的预测,之后客户又要求提供2050年的规划方案。

到2100年的长期路径为我们提供了必要的外部视角,有助于将2050年的目标转化为切实可行的电网、港口、能源系统及投资规划。
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大多数脱碳方案以2050年为终点,因为政策目标如此设定。但钢铁厂、飞机机队、港口、电网以及工业供应链并非如此。在某些表格模型中,某种路径或许能在目标年份实现净零排放,但实际上留下的能源系统却成本高昂、在物理层面不可行,或依赖于那些永远无法实现商业化应用的技术。
我最初对2100年的TFIE预测,源于对这一时间限制的不满,而非客户要求更长期的预测。这些预测涉及在既定目标年份之后会发生什么:哪些技术能成为持久的发展方向,哪些只是过渡性的桥梁;结构变化后需求还会保持多少;以及哪些清洁供应方案真正能满足剩余需求,而非仅仅维持现有的燃料和材料流动。
这项工作后来发展成了TFIE 2100转型预测报告,涵盖了钢铁、水泥、航运、航空、氢能需求、电网储能、电动汽车电池及其与电力系统的相互作用,以及化石能源需求所面临的更广泛的冲击。其目的从来不是要准确预测74年后的具体日期,而是要在足够长的时间范围内展现发展趋势、规模、限制因素、发展顺序及不确定性,从而揭示那些不合理的假设。
随后,客户们开始要求我将同样的严谨态度应用到2050年的情景分析与路线规划中。其方向是从长远的战略思考转向实际规划,而非相反。对于公用事业公司、投资者、基础设施开发商或工业企业而言,2100年的发展路径往往并非直接的规划目标,但它能帮助人们从外部视角判断2050年的战略是在构建可持续的体系,还是在将资金投入临时性的解决方案中。
对TenneT而言,这意味着要提出一个切实可行的2050年情景以支持目标电网规划。关键问题不在于本世纪中叶可再生能源的发电量会有多少,而在于未来电网在电力需求、电气化程度、输电、储能、灵活性以及区域间电力交换方面会面临怎样的要求。由于电网基础设施的建设周期很长,若对未来的电力流动估计不足,就可能形成一种自我实现的约束。
对于爱尔兰而言,相关工作发展成了一个涵盖数十年的全面能源系统脱碳路线图。电力供应仅是其中的一个层面,交通、建筑、工业用热、农业、海上活动、航空业、储能、电网互联以及燃料角色的变化都必须被视为同一系统的一部分,进而转化为一系列政策、资本投入和基础设施建设的决策。
目前一项针对欧洲港口的研究将该方法应用于2050年的脱碳愿景与路线图。港口处于电网容量、船舶、卡车、铁路、货物处理设备、工业用户、燃料以及有限土地资源等多重因素的交汇点。若将港口视为一系列独立的技术项目来处理,就会忽视电气化、充电设施、岸电供应、船队更新、电网连接以及化石燃料货物减少之间的相互关联。
投资者简报中对这些预测的运用方式各不相同。核心问题通常是:投资策略中所设定的行业发展路径是否符合合理的供需状况,还是依赖于过度的采用行为、永久性的补贴,或是一个始终无法形成的市场。当长期预测有助于区分具有持续增长潜力的市场与仅由临时性政策支撑的机会时,它便显得十分有用。
部分路线图规划工作在客户出现之前就已启动。TFIE港口脱碳路线图探讨了从地面设备与充电设施,到港口船舶、岸电以及更复杂的海上环节的实际建设顺序。夏威夷清洁能源路线图则将这个孤立岛屿系统视为进口燃料、本地可再生能源、储能、灵活需求管理、冷却系统、抗灾能力及成本承受力等相互关联的问题,而非一系列互不关联的技术组合。
这些预测模型现已作为完整的一套得到更新,其中某些情况下的新初始参数是基于数年来的部署、运行、采购、成本及项目相关数据得出的。它们是动态更新的预测模型,而非仅为证明最初制定者观点正确而保留的静态文件。有用的预测应当随着证据的变化而调整,同时保持足够的稳定性,以便从各种新的新闻稿、试点项目或政策公告中识别出持续存在的趋势。
第一种分析方法是将需求预测与去碳化后的供应情况结合起来考虑。许多转型方案假设当前需求基本保持不变,然后寻找足够的清洁能源、氢能、合成燃料、生物燃料或碳捕获技术,以替代所有的化石能源。这样一来,供应问题看起来会比实际更为严重,还可能使资本流向那些用于替代将会下降、转而使用其他形式能源或最终消失的能源的高成本替代品上。
钢铁领域的分析始于总需求、基础设施成熟度、产品寿命、废料供应情况以及电弧炉的普及程度,而水泥领域的分析则从结构功能需求而非现有的波特兰水泥生产情况出发。在两个行业中,分母都决定了在评估氢还原、电解、电加热、替代粘结剂或选择性碳捕获技术之前,实际需要多少新的低碳供应。
航运领域的预测首先考虑的是货物运输而非燃料,因为煤炭、石油和天然气需求的下降使得大量海运吨位被淘汰。内河及短途海上航线正逐渐采用电力驱动,而可持续液体燃料则仅用于少量长途运输。航空领域的预测显示需求依然强劲,但会受到航线长度、飞机尺寸、机队更新频率、机场基础设施、能量密度以及可持续燃料实际供应能力的限制,无法像依赖廉价煤油那样无限制发展。
经过更新的氢能需求分析表明,氢能在真正需要它的地方得以应用,而在被当作低效的电力替代品时则会被淘汰。电动汽车电池路径分析显示,车辆作为可调控的灵活负荷,在初期能为电网带来最大价值;而电网储能方案则仍由输电系统、灵活需求管理、电池、抽水蓄能以及不同时长特性的能源共同构成,而非寻求某种通用技术来解决所有问题。
数年的新证据进一步明确了市场发展趋势的斜率、时间节点、置信度以及剩余的市场边界。电池的价格与应用情况发生了变化,电动重型运输工具在实际运营中的可行性也有所提升,而电网储能系统则已发展成为标准基础设施。氢能车队、加氢站以及各类工业项目为维护成本、使用效率、运营开支、项目取消情况以及市场发育不完善等问题提供了更多数据;与此同时,船舶订单、航空项目、钢铁生产以及水泥替代应用则有助于明确哪些领域的转型正在加速,而哪些领域仍存在技术或商业上的限制。
这就是更新先验值的意义所在。永不变化的预测很可能是一种信念体系,而会随着每条新闻标题变化的则仅仅是个新闻推送。有用的折中方案是建立一条结构化的路径,其中包含明确的假设、已知的分母以及清晰的更新触发条件。
2100年的预测提供了该领域的整体概览。通过情景分析与路线图设计,还会纳入组织的资产、合同、客户、地域分布、政策风险、资金周期以及决策截止日期等要素。最终应形成一系列行动步骤、相互依赖关系、决策节点及更新触发条件,明确在主要路径下应采取的措施、哪些事项可暂不处理,以及何种证据可作为调整方向的依据。
这些更新后的预测并非旨在准确展现2100年的世界面貌。它们为判断2030年、2040年和2050年哪些因素可能至关重要、哪些资产具有持久性、哪些桥梁需要限制使用,以及哪些假设的可靠性较低提供了更好的依据。其目标并非做到完美预判,而是减少错误,从而改善当下的资本配置、政策制定、基础设施建设及战略规划。
更新后的TFIE 2100转型预测为能源、交通和工业等主要领域提供了公共路径参考。
各组织可聘请迈克尔·巴纳德与TFIE Strategy,为其制定转型战略、2050年情景规划以及实用路线图,将这些长期的需求变化与去碳化供应需求与短期的资本投入、基础设施建设、政策制定及运营决策相衔接。
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来源: CleanTechnica