加利福尼亚:电动汽车(EV)电网可能是负担或绿色未来 - 彭博社
David R Baker, Brian Eckhouse, Mark Chediak
力拓在西澳大利亚皮尔布拉地区的古代达里铁矿,预计该地区的气候将变得更加炎热。
摄影师:卡拉·戈特根斯/彭博社
煤炭是最脏的化石燃料,是电力的最大来源,2023年占全球发电的35%。
摄影师:乔治·弗雷/彭博社在加利福尼亚州为所有新车提供电力可能会对该州脆弱的电网造成巨大压力——或者成为抵御停电的新防线。
这完全取决于车辆充电的时间。
加州州长加文·纽森上周发布的行政命令,计划在 2035年前逐步淘汰新汽油车的销售,可能会使数百万电动车上路,预计在未来十年内电力需求将增加多达9.5%,到2035年将增加25%。
在一个夏季傍晚电力供应如此紧张的州,这可能是个噩梦,官员们上个月曾下令 轮流停电,以防止系统在热浪期间崩溃。如果数百万辆汽车在日落时插上电源,问题可能会加剧。
一位戴着防护口罩的人在加利福尼亚州科尔马的特斯拉商店前走过,时间是9月24日。
摄影师:大卫·保罗·莫里斯/彭博社
但把每一辆车视为在关键时刻插入电网的电池,情况就会有所不同。如果它们在白天充电,当加利福尼亚州已经拥有超过其使用能力的太阳能时,它们可以在晚上将电力反馈给电网,那时太阳能减弱,供应变得紧张。晚上晚些时候充电,当风能达到峰值时,也会有所帮助。
彭博社绿色波多黎各脆弱的电网面临热带风暴埃尔南多的考验墨尔本因安全担忧禁止CBD地区的电动滑板车租赁CKI接近达成收购Aviva的英国风电资产交易越南咖啡生产商获得2500万美元的ESG基金贷款“这可能朝两个方向发展,”南加州爱迪生公司的资源与环境规划与战略总监埃里卡·鲍曼说。“这真的取决于规划。”
下班回家后在晚上6点插上车充电可能会导致灾难。正是在这个时候,每个人也在开启空调、电炉和电视,这可能会给电网带来负担。
该州的发电厂,加上来自其他州的电力进口,通常生产出足够的电力。但太阳能发电在日落时骤降,迫使燃气发电厂和进口电力来弥补缺口。如果燃气发电厂停机或进口电力不可用,供应就会变得极其紧张。这就是上个月轮流停电的原因。
不仅仅是热量会导致意外停电。加利福尼亚的公用事业公司偶尔会在州内大范围切断电力,以防止电线在风暴中引发野火。上周末,PG&E公司切断了北加州约195,000人的电力。
根据加利福尼亚新车经销商协会的数据,加利福尼亚人去年购买了近190万辆汽车和轻型卡车。为了满足这种通过电动车的需求,将需要更多的电力生产。
根据能源创新政策研究公司的模型,达到纽森的目标将使电动车销售增加到2030年电力需求增长9.5%。加利福尼亚太阳能与储能协会估计,到2035年,需求将增长25%。
但这些新车及其电池可能会为电网带来自身的好处,帮助稳定电网并通过反馈电力来防止停电。加利福尼亚及其公用事业公司正在积极探索如何最好地利用这一新资源,称为“车对电网”。
车辆在美国加利福尼亚州旧金山的280号州际公路和第六街上堵车,时间是9月24日。
摄影师:大卫·保罗·莫里斯/彭博社
目前,加利福尼亚的公用事业公司依靠价格信号来影响司机何时为汽车充电,提供特殊费率以鼓励在夜间或中午充电。将事情提升到下一个水平可能需要插电汽车与电网之间的双向通信。
“汽车将与电网对话。‘现在是下午6点。等15分钟,因为我有点忙。’你不会花一秒钟去考虑它,”洛基山研究所的首席执行官朱尔斯·科滕霍斯特说,该机构是一家专注于实现低碳未来的非营利组织。
纽森的命令并没有具体要求所有汽车都必须是电动的——只要求它们不产生温室气体排放。氢燃料电池汽车也可以使用。但根据 州政府的数据,到2019年底,加州注册的氢燃料电池汽车不到7000辆。相比之下,加州的电动汽车超过308,000辆。
为了容纳所有新的插电式车辆,州政府需要更快地部署电动充电站,爱迪生国际的首席执行官佩德罗·皮萨罗说,该公司是加州第二大电力公司。皮萨罗表示,爱迪生计划安装约38,000个充电端口,成本超过4亿美元——这一计划最近获得州监管机构的批准——在加速零排放汽车目标下,仅能满足该州充电需求的一小部分。他说,将所有新车销售转向电动车将是一个挑战,但并非不可能。
“从现在起一年内是不可行的,但十年后是可行的,”皮萨罗说。“这给社会留出了时间来部署充电基础设施,让消费者感到舒适。”
在澳大利亚偏远的内陆地区,蜿蜒穿过红褐色的广袤土地,巨大的长达数英里的火车运输着铁矿石——这个国家最 有价值的出口——穿越一个日益脆弱于多变天气的关键矿区,那里温度达到了南半球的 纪录 50.7C (123F)。
在该国最近的夏季,热浪在 皮尔布拉地区创造了新的极端气温,面积大约相当于西班牙。这对超过60,000名的劳动力造成了挑战,其中许多人在数十个露天矿坑、加工厂、铁路和港口的网络中进行户外作业。矿工们表示,条件常常像走进一个烤箱。
彭博社绿色波多黎各脆弱的电网面临热带风暴埃尔南多的考验墨尔本因安全担忧禁止CBD地区的电动滑板车租赁CKI接近达成收购Aviva的英国风电资产交易越南咖啡生产商获得来自ESG基金的2500万美元贷款在12月30日,热量在 马布尔巴尔达到了49.3C——与澳大利亚气象局122年观测中记录的最高温度相等——那天,附近的一条铁矿石铁路因压力而弯曲,导致Fortescue Ltd.的火车脱轨,矿车散落一地。虽然车组人员没有受伤,但出口商的铁路被中断了四天。
皮尔巴拉的金属和天然气生产商以及该地区的社区,包括有着至少 4万年历史的土著澳大利亚人,长期以来一直在管理天气风险,面对威胁西北海岸的热带气旋、定期发生的丛林大火和突发洪水。
为应对气候变化带来的更高威胁做好准备,对于保护一个已经繁荣数十年的铁矿石行业至关重要,该行业通过向中国及整个亚洲的钢铁厂供应钢铁制造材料,支撑着澳大利亚的经济,2023年6月30日结束的财年出口收入约为 1380亿澳元(910亿美元)。
里约丁托公司在皮尔巴拉的古代达里铁矿现场的固定设施。摄影师:卡拉·戈特根斯/彭博社“这可能是一个无情的环境,”里约丁托集团皮尔巴拉矿区的董事总经理马修·霍尔茨说。“当我们在不同的情景下看待全球变暖——就碳排放而言——那些极端温度的时期可能会更加延长。”
总部位于伦敦的里约预测,在一个 悲观的全球排放情景下,其古代达里运营,位于珀斯东北约1095公里(680英里)处,到本世纪中叶,每年超过40摄氏度的天数将翻倍至80天,并加剧员工健康和电力来源及电力基础设施可靠性方面的担忧。
炎热的日子预计将增加
在不同气候情景下,马布尔巴的年平均炎热天数预计将上升
来源:西澳大利亚州政府
注意:预测使用代表性浓度路径来显示稳定排放情景(RCP4.5)和高排放情景(RCP8.5)的影响
BHP集团有限公司,全球最有价值的矿业公司,预测东皮尔巴拉超过40摄氏度的天数在2070年代可能会从目前的约54天上升到124天。对140多件设备可能影响的审查发现,这一结果将对包括传输电缆和路面在内的项目带来新的挑战。
虽然这些评估展望数十年后的未来,但潜在影响现在对那些投资数十亿美元在矿区的商品生产商是相关的,这些矿区通常计划运营40年或更长时间。澳大利亚最大的铁矿石供应商,包括力拓、BHP和福特斯库,在过去十年中在新的皮尔巴拉项目上花费了约160亿美元。
根据彭博社编制的气候变化对物理资产暴露的数据,BHP全球资产中面临热浪风险的比例预计到本世纪中叶将上升至96%,而2030年约为四分之三。力拓的风险暴露将在同一时期内从79%上升至88%,数据表明。
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温度已经对大型矿工产生了影响,不仅在澳大利亚的酷热矿井中,还在其他拥有贵金属资源的干旱地区,如智利的阿塔卡马沙漠。BHP公司表示,约2%的报告职业病涉及热应激。在行业中的一些孤立案例中,这个问题导致了死亡。
一名工人在福特斯丘的圣诞溪矿场指挥运输卡车。摄影师:Carla Gottgens/Bloomberg“每当你走到外面,就像一堵热墙,”澳大利亚工人联合会的国家矿业组织者Shane Roulstone说,他在过去十年中曾在皮尔布拉的多个现场工作。“当你那么热和疲惫时,错误就会发生,工人面临风险。”
一名49岁的里约热内卢勘探现场技术员在2017年10月去世,当时他在皮尔布拉寻找新的钻探地点时倒下,西澳大利亚州能源、矿业、工业监管和安全部表示。这名男子和两名同事被要求每天步行超过16公里,气温可能超过37摄氏度,并且没有意识到他们需要进行热应激评估。
里约因该事件在2021年被罚款80,000澳元,原因是未能确保员工安全。矿业公司当时已制定热应激政策,并继续完善其应对极端温度的措施。里约在2月份发布的年度报告中表示,进行高热风险任务的员工每天都会监测疾病迹象,而那些暴露在一些高温环境中的员工在开始工作之前会经历一段适应期。
铁矿石领袖
澳大利亚的皮尔巴拉是世界上用于钢铁生产的主要铁矿石生产地
来源:澳大利亚地质科学
注意:位置显示主要铁矿石作业
根据里约的霍尔茨,在皮尔巴拉矿区,工作区域附近有凉爽区域和流程,以确保员工有足够的水分和额外的休息。“我们还安排在晚上进行更多体力消耗的工作,或者确保我们可以在我们的车间内做更多工作,如果没有空调,至少会有风扇并且不在阳光直射下,”他说。
福特斯丘公司表示,已在其760公里的铁路上安装了温度传感器,并正在评估监测工人水分的技术,如唾液测试。
一列火车在皮尔巴拉的卡拉萨附近运输铁矿石。摄影师:卡拉·戈特根斯/彭博社即使面临这些挑战,采矿业仍在一些最易受热影响的地区继续扩张。2022年1月,皮尔巴拉沿海的昂斯洛录得南半球有史以来最高气温,与1960年在南澳大利亚的乌德纳达塔相匹配。
在5月,矿产资源有限公司开始从新铁矿的昂斯洛郊区进行出口。该地点预计将运营至少30年。
毫无疑问,避免气候变化最严重影响的关键在于逐步淘汰燃煤电站,这是二氧化碳排放的最大来源。然而,情况正好相反。即使地球温度创下新纪录,科学家警告气候正达到危险的临界点,煤炭消费量仍在不断增长。基本问题很简单:每当电力供应的安全性受到怀疑,控制全球变暖的紧迫性就会被搁置。
1. 世界对煤炭的依赖程度如何?
煤炭是最脏的化石燃料,是电力的最大来源,2023年占全球发电的35%根据Ember,一个气候智库。天然气以超过22%位居第二,水电占14%,核能占9%。尽管如此,这仍然是一个进步的标志。根据国际能源署的数据,从2006年到2014年,煤炭至少占全球电力发电的40%,该组织位于巴黎,旨在确保全球市场的稳定。
全球煤炭需求
消费量将在2024年达到历史新高,按照当前趋势,到2050年将高于2000年的水平。
来源:彭博社根据国际能源署的数据计算
2. 为什么煤炭如此难以放弃?
发展中国家将煤炭视为一种便宜且便利的电力来源,以便现代化其经济——就像西方国家在他们之前所做的那样。在中国和印度这两个最大消费国,煤炭使用在几十年间几乎持续增长:2023年,它们合计占全球煤炭使用的三分之二,而2000年为35%。这在很大程度上抵消了工业化国家,特别是美国和欧洲国家在增加可再生能源方面的进展。而且,煤炭在许多西方国家仍然具有韧性,电力需求的持续增长预期——主要由于个人交通和家庭供暖的电气化以及数据中心的快速扩张——正在推迟退役燃煤电厂的计划。矛盾的是,朝着净零排放的努力在短期内反而支撑了煤炭需求,因为电动汽车、太阳能电池板和其他气候友好技术的制造大多发生在对煤炭需求旺盛的中国。
3. 为什么美国和欧洲的煤炭使用仍然强劲?
自新冠疫情以来,煤炭经历了剧烈波动,当时工厂和办公室关闭,电力需求减少。天然气生产商因此减少了产量。但当2021年限制放宽,电力需求激增时,天然气生产恢复需要一段时间,公用事业公司转向随时可用的煤炭以维持供电。随后在2022年,俄罗斯全面入侵乌克兰,促使欧洲实施制裁。俄罗斯开始切断对欧洲的天然气供应,这推动了煤炭使用以填补缺口。从2023年底开始,公用事业公司对数据中心电力消费的快速增长感到意外,尤其是像人工智能这样的高能耗应用。这预计将支撑煤炭的需求。
4. 中国和印度是否在削减煤炭使用?
这两个人口最多的国家面临着在电力使用激增的情况下保持电网供电的压力。中国正在快速安装风能和太阳能,国家可能很快达到煤炭消费峰值,但该燃料仍将用于平衡可再生能源的间歇性发电。该国使用了全球一半以上的煤炭,并且在2023年占据了95%全球新建煤电厂的份额,但习近平主席承诺到2026年煤炭使用将达到峰值。印度也在增加其煤电厂的数量,计划在2025财年增加更多产能,这是近十年来的首次。煤炭提供了该国约四分之三的电力,政府预计它将在未来至少十年内继续作为电网的支柱。
5. 其他国家怎么样?
来自近200个国家的特使在2023年末于迪拜举行的年度联合国气候大会上达成了一项历史性的协议,以逐步摆脱化石燃料,包括煤炭。这是谈判代表首次同意解决气候变化的根本原因,尽管批评者表示该协议存在多个漏洞,可能会减缓转变。
6. 前景如何?
研究人员确认2023年是有记录以来最热的一年。但国际能源署预计煤炭需求将在2025年前保持稳定,2023年需求增长了2.6%,达到了另一个历史高点。世界领导人需要加大国际努力,以减少煤炭消费,以实现2050年“净零”全球排放的广泛目标。净零意味着化石燃料排放减少到一个水平,其他措施,如植树或使用技术从空气中提取二氧化碳,抵消剩余的排放。为了在2050年前实现这一目标,全球煤炭使用需要减少超过90%,而剩余的部分需要由能够捕获和储存排放的设施处理,国际能源署表示。
彭博社绿色波多黎各脆弱的电网面临热带风暴埃尔南多的考验墨尔本因安全担忧禁止CBD地区的电动滑板车租赁CKI接近达成收购Aviva的英国风电资产交易越南咖啡生产商获得2500万美元的ESG基金贷款(通过他的慈善事业,彭博新闻母公司彭博LP的创始人和主要所有者迈克尔·R·彭博支持全球范围内旨在用更清洁的替代品取代煤电的努力。)
参考书目
- 在彭博社观点专栏作家哈维尔·布拉斯看来,最脏的化石燃料仍然 为世界提供动力,而关于其灭亡的讨论被极大夸大。
- 关于 能源转型和全球变暖对 极端天气的影响的相关快速观点。
- 国际能源署的 定期更新全球煤炭市场。
- 美国能源信息管理局的 互动表格显示煤炭使用情况。
- 世界煤炭协会描述了史前植物如何 变成煤炭。
- 气候行动追踪器的 温度计测量全球变暖。