本文是我们特别报告《迈向净零排放之路:对能源的影响》的一部分。
鉴于气候变化和乌克兰战争，欧洲能源体系面临着前所未有的转型。这怎么可能成功呢?
Michael Jesberger是TransnetBW的首席运营官。
假设我们到了2050年，绿色协议取得了成功。我们生活在一个气候中性的欧洲，可再生能源无处不在。这是一个美好的愿景——但要实现这一愿景，我们需要从今天的现实出发，做出最大的努力。目标只有一个，实现目标的途径也有很多。
这项任务在任何情况下都是非常具有挑战性的，这已经不是什么秘密了。但俄罗斯入侵乌克兰，打破了人们对欧洲能源体系在气候平衡世界中的未来的现有看法，并将挑战提升到了一个新的水平。在入侵之前，人们普遍认为欧洲可以通过维持其对外能源贸易关系来支持其转型。这种观点现在已经过时了。
气候中和与弹性能源系统相结合——欧洲如何实现这一目标?作为电力传输系统运营商，TransnetBW公司必须了解这些决策的后果，提前规划系统设计并实施具体项目，以便能够在确保供应安全的同时实现这些目标。
在我们的新研究“2050年能源体系——迈向欧洲脱碳”中，TransnetBW阐明了上述问题。我们假设2050年的欧洲绿色协议已成定局，并比较了两种主要场景:“全球市场”(GM)和“能源弹性欧洲”(ERE)，前者预期从欧洲以外进口氢，后者考虑完全在欧洲生产氢。我们强调支持2050年愿景的五个关键组成部分:可再生能源、电网基础设施、部门耦合、氢技术和欧洲层面的联合行动。
可再生能源:一个更加独立的欧洲的力量
气候中和能源系统的基础是电力部门可再生能源的扩大。陆上和海上风力涡轮机以及屋顶和公用事业规模的光伏发电需要大幅扩大。实现绿色协议目标的最优成本路径是，欧盟27国的风电装机容量需要比目前的发电容量增加5.5倍。因此，从今天到2050年，我们需要每年至少2300万千瓦的扩张速度。
与此同时，光伏系统的装机容量需要比现在增加最多17.8倍，每年至少增加6900 - 80gw。这使得光伏成为最重要的能源来源——支持了最近与REPowerEU计划一起发布的欧盟太阳能战略的重要性。为了实现这一目标，我们现在就需要开始建设这种能力。所有成员国都需要接受将其土地的重要部分用于可再生发电。
由于能源系统的日益电气化和可再生发电厂的扩大，能源转型将减少欧洲对能源的依赖。将我们2050年的研究结果与2020年的值进行比较，我们观察到，根据不同的情景，对石油的需求减少了72%左右，对天然气的需求减少了63%到83%之间。
电网基础设施:因为可再生能源必须输送到哪里E它是需要的
2050年和2030年交直流电网的发电和扩展
消费可再生能源的地方很少生产可再生能源。所以，这些能量必须被输送到需要它的地方。输电网基础设施成为长距离输送绿色电力的关键。ENTSO-E最近的十年网络发展计划中描述的电网基础设施只是电网扩张要求的第一步，以实现成功的能源转型。实际上，在研究考虑的任何国家，2035年规划的电网都无法满足2050年目标的大传输要求。整个欧洲的电网拥堵将严重影响该系统，因此2050年的电力供应系统需要进一步发展输电网。为了满足碳中和市场的电力需求，欧盟需要将目前的电力互联容量扩大2.8倍。有趣的是，这两种情况都是如此。这种扩张将伴随着跨境电力交易的增长，这将有助于对能源价格施加压力。法国、荷兰、波兰和西班牙将成为最大的净出口国，而德国和意大利将成为最大的电力进口国。
氢:市场及其基础设施的关键崛起
毫无疑问，氢气将在2050年的气候中和能源系统中发挥重要作用。它将大量用作工业过程中的能源载体或原料，并作为运输部门的燃料。此外，氢将用于合成氢衍生物，如合成燃料的输入。
但是氢气最终会在哪里产生呢?在我们的全球市场中，57%的氢气生产发生在欧洲(特别是丹麦、波兰、希腊和荷兰)，而其余43%的氢气是通过h2管道从欧洲以外的国家进口的。在能源弹性很强的欧洲，100%的氢气生产都在欧洲，所以没有必要从欧盟以外的国家进口。
与电力基础设施相比，欧洲所需的氢基础设施产能差异很大，这取决于采取的路径:与全球市场方案相比，如果欧洲想要实现能源弹性，需要增加46%的氢互联连接器产能和50%的电解槽产能。为了在欧洲生产额外的氢气，我们还需要增加15%的可再生能源产能。
无论如何，欧盟需要几乎从零开始建立一个可靠的氢系统。还有很长的路要走。这就是为什么欧洲氢生产和电网基础设施的建设规划必须现在就开始。
行业耦合:因为电力必须以一种新的方式来考虑
在可再生能源可变的能源系统中，“需求决定发电”的想法不再适用。因此，必须通过所有相关部门(电力、供暖、运输或工业)的存储和需求管理来保证时间灵活性。价格波动可能是激发灵活性和效率的一个关键方面，因此可能是当前讨论适合未来的市场设计时需要考虑的一个重要因素。
欧洲层面的联合行动:没有任何国家、公司或技术能够单独实现绿色协议的目标
要使2050年的愿景成为现实，立即采取行动与切实解决我们面临的障碍一样重要。所需的大部分技术已经具备。阻碍能源转型实施的是许可和当地的反对。
通过其RePowerEU计划，欧盟委员会已经指明了正确的前进方向:我们迫切需要推进可再生能源和能源基础设施的整体扩张。这些目标在很大程度上得到了一致同意和理解。然而，它们的快速实施仍然是最大的挑战。快速进展的一个重要障碍仍然是批准程序。在这方面，欧盟需要与成员国、地区和市政当局团结起来。
欧洲的气候中立是有可能实现的，但只有在集体行动的情况下才能按时实现，让公民参与到这一不可避免的转变中，让社区为成为变革的一部分而自豪，无论变革是在他们的屋顶上还是在他们的后院发生。
