乌克兰如何重建能源系统
俄罗斯持续攻击乌克兰的主要目标之一就是能源基础设施，破坏程度十分严重。“2022 年 2 月战争爆发一年后，76% 的火力发电站被摧毁；现在这个数字是 95%”，乌克兰科学家 Iryna Doronina 说。“而且所有大型水力发电站也都瘫痪了。”
卡霍夫卡大坝溃坝的破坏力尤为惊人。水库的泄洪量——水库面积是苏黎世州的 1.5 倍——摧毁了数千座房屋，水库也沦为一片沙漠。
战前，多罗尼娜是基辅国立贸易与经济大学的讲师；2022 年，她以 SNSF 风险学者的身份来到苏黎世联邦理工学院。瑞士国家科学基金会的这项计划为瑞士大学提供财政支持，以便它们可以为处于危险中的研究人员提供临时就业机会。就这样，多罗尼娜最终成为苏黎世联邦理工学院科学、技术和政策研究所 (ISPT) 的高级研究员，任期至 2024 年。
如今，她在慕尼黑工业大学 (TUM) 继续从事研究工作。在苏黎世，她与规划景观和城市系统 (PLUS) 教授 Adrienne Grêt-Regamey 和能源与技术政策教授兼 ISTP 负责人 Tobias Schmidt 领导的团队密切合作。
他们共同研究了为什么可再生能源应该成为乌克兰电力系统重建的焦点。慕尼黑工业大学和拜罗伊特大学的研究人员也做出了宝贵的贡献，相关研究结果现已发表在《焦耳》杂志上。
“我们已经确定，自 2022 年 2 月以来，乌克兰几乎所有大型集中发电厂都遭到袭击。这使总发电能力降至战前水平的三分之一左右，”施密特说。“输电线路和变电站遭到袭击也大大削弱了电网，尤其是在该国东部。”
产能储备是生存关键
在他们的研究中，研究人员结合了地理空间和公共政策分析。“我们的研究首次全面绘制了乌克兰电力系统的地理空间地图，包括 2022 年 2 月的状况以及随后在战争中遭到破坏的情况，”Grêt-Regamey 说。“我们还展示了乌克兰的可再生能源潜力，并确定了促进投资所需的政策和监管条件。”
首先，研究人员绘制了 2022 年前乌克兰能源基础设施的详细地图。“我们想了解已安装发电容量的范围，所以我们绘制了 1,626 个站点的地图，”多罗尼娜说。“这些有关工厂及其位置、产量、生产和消耗的信息是进一步分析的基础。”
乌克兰拥有 59 千兆瓦的装机容量，在 2022 年之前是欧洲最大的电力生产国之一。该国本身需要 22 千兆瓦。“这意味着乌克兰拥有相当大的容量储备，这帮助它在战争期间生存下来，”多罗尼娜说。
核电发挥着重要作用。位于乌克兰西南部的扎波罗热核电站是欧洲最大的核电站，该核电站被俄罗斯军队占领，自 2022 年 9 月以来一直没有供电。不过，东部和南部还有三座核电站（共七座反应堆）仍在运行，并继续为乌克兰供电。然而，俄罗斯对配电网的反复攻击导致停电数小时，包括首都基辅。
多罗尼娜说：“这就是乌克兰应该开发分布式供电系统的原因。”集中式系统更容易受到攻击，而独立系统更能抵御战争和危机。
转向分散式能源系统
利用太阳能或风能的可再生能源发电厂特别适合分布式基础设施，而且安装速度比集中式传统发电厂快得多。“然而，市政当局必须能够在当地生产足够的可再生能源来满足其电力需求，”多罗尼娜说。
研究人员绘制了乌克兰各地区的高分辨率地图，标出了最适合利用太阳能和风能发电的地区。研究团队考虑了海拔和地形、人口密度以及与定居点和电网的距离等多项标准。
“我们仔细考虑了保护区和国家农业用地，确保完全符合乌克兰立法的要求和限制，”多罗尼娜说。
太阳能和风能潜力巨大
接下来，研究人员估算了各地区的能源产出。这一技术潜力巨大。研究人员估计，风能的潜力约为 180 千兆瓦，而太阳能的潜力约为 39 千兆瓦。总容量 219 千兆瓦将大大超过乌克兰在战争开始时的 59 千兆瓦发电能力。最后，研究人员发现，在所有区域电网中，可再生能源的潜力远远超过战争期间被摧毁的发电能力。
研究人员利用区域层面的技术潜力以及社会政治、经济、环境和技术因素来确定哪些地区最适合乌克兰向可再生能源系统转型。从区域角度来看，太阳能和风能的最大潜力位于该国南部和东部。
支持建立治理良好的新能源体系
到目前为止，乌克兰的能源基础设施一直被一两个寡头垄断。非政府组织乌克兰氢能协会负责人、该研究报告的合著者瓦西里·多罗宁解释说：“他们控制着国家能源市场，并与俄罗斯合作。这也是腐败的温床。”
“我们研究结果的透明度降低了腐败风险，因为所提出的优先考虑潜力较大地区和急需重新开发地区的方法是科学合理且平衡的，”多罗尼娜说。“我们开发的地图和数据库支持政策制定，是满足人们基本能源需求的最快方式。”
此外，一旦明确了投资要求，这项工作将提高项目准备的质量并降低投资者的风险。“这项研究是该领域的先驱，是首批考虑欧盟可再生能源指令 III (RED III) 要求、确定可再生能源加速领域的研究之一，”Vasyl Doronin 说道。研究结果已提交给位于荷兰的欧盟委员会联合研究中心。
“我们想回到乌克兰生活，希望我们的研究成果能帮助这个国家进一步发展，”多罗尼娜说。她希望她的研究能成为一本手册的基础，帮助乌克兰社区转换能源供应。她的目标是创建一份“能源部门转型潜力图集”。
瑞士当局信息
乌克兰的遭遇或许也能为瑞士民防部门提供宝贵的参考。例如，多罗尼娜向联邦民防局 (FOCP) 提供了有关乌克兰能源基础设施及其破坏的详细信息，以及战争对农业和教育部门（包括学校和幼儿园）造成的破坏的详细信息。
“我们展示了战争如何影响乌克兰的民用基础设施，以便瑞士人能够看到那里的实际情况以及其他地方可能发生的情况，”多罗尼娜说。
此外，多罗尼娜和她的同事还在苏黎世联邦理工学院去年 1 月在达沃斯世界经济论坛瑞士之家共同举办的“重新思考能源基础设施：赋能脱碳——从战略走向实施”活动上展示了他们的研究成果。
页:
[1]