Putting the mission in transmission: Grids for Europe’s energy transition

Resumo Executivo

Redes de transmissão Risco de retenção A transição de energia turboalimentada

Investimentos de grade em toda a Europa devem ser intensificados e os processos de planejamento totalmente alinhados com a nova realidade da transição de energia. À medida que a implantação da tecnologia limpa aumenta, está cada vez mais enfrentando o gargalo da capacidade de grade insuficiente, levando a atrasos na conexão, redução e aumento de custos para os consumidores. Embora o desafio geral seja claro, as causas subjacentes nem sempre são aparentes, principalmente para redes de transmissão nacionais, onde há poucas informações acessíveis. Isso corre o risco de que os investimentos em grade sejam insuficientes para cumprir as ambições de segurança energética e clima 2030. Isso deve ser tratado com urgência, principalmente porque os desenvolvimentos da rede são caracterizados por escalas de tempo muito mais longas do que as tecnologias limpas. Além disso, não abordar questões de capacidade da grade em tempo hábil será caro e já constitui um custo substancial para muitos países. Em 2023, a Espanha gastou mais para gerenciar sua grade de transmissão já congestionada do que investiu em seu desenvolvimento. Os planos do TSO revelam uma tendência de aumentar a expansão da rede ao longo da próxima década, juntamente com as reformas e atualizações da rede. Os TSOs também estão priorizando soluções não fios para aliviar urgentemente o congestionamento da grade. Várias OTs têm planos ambiciosos de expansão da grade, provando a viabilidade do desenvolvimento rápido da rede, se houver priorização política. Ação mais ousada em grades será necessária em toda a Europa nos próximos anos, no entanto, para desbloquear os benefícios de fazer a transição rapidamente dos combustíveis fósseis. As metas são aparentes em muitos países, arriscando a preparação insuficiente para integrar o vento e a energia solar. A energia solar tende a ser mais afetada, com sua capacidade subestimada por um total de 60 GW nos 11 países e pelo vento em 27 GW. Isso parece ser principalmente uma conseqüência do processo de planejamento da grade que fica por trás das atualizações da política energética. subestimado em dez dos 31 planos analisados, em um total de 17 GW. Essas discrepâncias implicam que o congestionamento pode piorar a curto prazo, pois as grades estão mal equipadas para gerenciar a frota renovável em rápido crescimento.

Grids have recently skyrocketed onto the political agenda. As clean technology deployment surges forward, it is increasingly coming up against the bottleneck of insufficient grid capacity, leading to connection delays, curtailment and increased costs for consumers. While the overall challenge is clear, the underlying causes are not always apparent, particularly for national transmission networks where there is little accessible information.

Our analysis, based on 35 national grid development plans from European Transmission System Operators (TSOs) of electricity, shows that planned network developments in a number of countries are out of step with the reality of the energy transition. This risks that grid investments will be insufficient to deliver on 2030 energy security and climate ambitions. This must be urgently addressed, particularly as grid developments are characterised by much longer timescales than clean technologies. Additionally, failing to address grid capacity issues in a timely manner will be expensive, and already constitutes a substantial cost for many countries. In 2023, Spain spent more to manage its already congested transmission grid than it invested in its development.

Some positive steps are already being taken towards addressing grid challenges. TSO plans reveal a trend of increasing grid expansion over the coming decade, alongside network refurbishments and upgrades. TSOs are also prioritising non-wire solutions to urgently alleviate grid congestion. Several TSOs have ambitious grid expansion plans, proving the feasibility of rapid grid development if there is political prioritisation. More bold action on grids will be needed across Europe in the coming years, however, to unlock the benefits of transitioning rapidly away from fossil fuels.

The current high-level discourse and political attention on grids presents a crucial opportunity to tackle the obstacles hindering adequate grid development. Grid planning must become more nimble and anticipatory, instead of being tied to outdated assumptions and targets, as it presently is in many cases. Decisions made today will shape Europe’s future power grid for decades to come.

Gridlock

Grid outlooks suggest the energy transition is at risk

Decisions made today will shape Europe’s future power grid for decades to come. The challenge lies in ensuring that network planning is sufficiently forward-looking to adapt to an accelerating transition with many faster moving pieces, notably wind and solar.

The energy crisis and Russia’s invasion of Ukraine has turbocharged Europe’s shift from fossil fuels to renewables. The results of this are already evident, with renewables rising to a registram 44% do mix de eletricidade da UE e os combustíveis fósseis caírem 19% para o seu nível mais baixo em 2023. Anteriormente

However, as clean technology investment reaches record highs, its deployment has started to come up against previously Desafios negligenciados. Um desses desafios é a falta de capacidade da grade.  

Em alguns lugares, a capacidade da grade está atingindo seu limite devido a expansão insuficiente, infraestrutura de envelhecimento e flexibilidade inadequada. Sinais de estresse na forma de longa Filas de conexão da grade e aumentando Corte de eletricidade renovável chamou a atenção para o papel central das grades na economia da Europa. Desenvolvimentos notáveis ​​incluem o fórum de alto nível no “ FUTURO DE NOSSAS GRIDAS” em setembro de 2023, organizado por entSO-E com o patrocínio da Comissão Europeia e o Plano de Ação de GridsEU Action Plan for Grids published in November. 

Pesquisa sobre as necessidades de investimento na grade || 710 distribution grid e Interconectores Existe, mas é comparativamente pouca informação disponível. grade?

What makes up the grid?

As grades de eletricidade podem ser amplamente classificadas com base em seus níveis de tensão, normalmente em sistemas de distribuição (média e baixa tensão), gerenciados por operadores de sistemas de distribuição (DSOs) e sistemas de transmissão (alta alta e alta tensão), gerenciados por sistemas de transmissão (TSOs). 

A rede de transmissão consiste em ambos:

• linhas de transmissão nacionais que transportam eletricidade de longa distância dentro de um país-o foco deste relatório. 
• linhas transfronteiriças, também conhecidas como interconectores, que conectam dois sistemas de eletricidade vizinhos. Eles trazem Benefícios exclusivos para o sistema de energia da Europa. 

As the energy system becomes increasingly renewable, electrified and decentralised, each part of the power grid and its operators play a distinct role, involving different stakeholders and policy processes. 

enquanto grande parte dessa transformação ocorre nos níveis mais baixos de tensão gerenciados pelos DSOs, Atividades TSO também estão crescendo em importância e complexidade. Os ATs devem equilibrar variações regionais na oferta e demanda e integrar uma mistura de geração de eletricidade cada vez mais diversa, enquanto continua a garantir uma oferta segura e contínua. A cooperação ativa entre OSTs e DSOs no planejamento e operação de grades de energia é crucial para integrar novas tecnologias com eficiência nos níveis de tensão.

Insights dos planos de grade

Os planos de desenvolvimento de grade pelas TSOs da Europa fornecem a janela mais clara para o status atual e as perspectivas das redes de transmissão interna dos países. De acordo com Diretiva (UE) 2019/944 para o mercado de eletricidade, os TSOs publicam seus planos de grade de dez anos aproximadamente a cada dois anos, estabelecendo as ações necessárias para garantir a segurança do fornecimento, a eficiência e a realização das metas de descarbonização, mantendo os custos baixos. Os planos detalham a principal infraestrutura de transmissão que precisa ser construída ou atualizada nos próximos dez anos, descrevendo investimentos novos e em andamento. Este é um processo separado para o desenvolvimento do plano de desenvolvimento de rede de dez anos ( Tyndp) realizado pela rede européia de ORTs para eletricidade, que se concentra exclusivamente na transmissão transversal de transmissão e renda de transmissão. Os planos de grade das OSTs fornecem informações valiosas sobre o alinhamento futuro. Os cenários de oferta de energia e demanda estão no centro dos planos de grade, com a necessidade de expandir ou atualizar a infraestrutura altamente dependente de quais previsões são exploradas. Para avaliar como eles correspondem à trajetória atual da transição energética da Europa, nossa análise compara esses cenários contra as últimas metas de energia nacional e as recentes perspectivas de mercado para eólica e solar. O grau de alinhamento fornece uma indicação de alto nível da preparação das grades nacionais de transmissão para acomodar as mudanças previstas no sistema de energia necessário para atingir as metas políticas e facilitar a integração de acelerar a implantação renovável. A avaliação das necessidades de infra -estrutura, no entanto, geralmente é baseada em um cenário específico - este é o cenário que usamos em nossa análise. Nos poucos casos em que a avaliação das necessidades é baseada em mais de um cenário, toda a gama de cenários é usada.

Grids must move in step with renewable generation and clean demand-side technologies in order to deliver the benefits of the energy transition to consumers. The grid plans from TSOs  provide valuable insight into future alignment. Energy supply and demand scenarios lie at the core of the grid plans, with the need to expand or upgrade infrastructure highly dependent on which forecasts are explored. To assess how these match up to the current trajectory of Europe’s energy transition, our analysis benchmarks these scenarios against the latest national energy targets and recent market outlooks for wind and solar. The degree of alignment provides a high-level indication of the preparedness of national transmission grids to accommodate the envisioned changes in the energy system necessary to achieve policy goals and facilitate the integration of accelerating renewable deployment.

Given the uncertainties that come with a minimum ten-year outlook, TSOs often incorporate multiple scenarios to represent a range of possible futures for electricity demand and generation patterns. The infrastructural needs assessment, however, is usually based on one specific scenario — this is the scenario we use in our analysis. In the few cases where the needs assessment is based on more than one scenario, the full range of scenarios is used.

Details of the grid plans and energy scenarios examined in this report can be downloaded here, alongside all of the data presented.

Planos de grade desalinhados com metas de política nacional

Análise dos planos de grade mostra que os desenvolvimentos planejados da rede de transmissão podem ser insuficientes para atender à aceitação renovável necessária para atingir metas de política energética. Os cenários de energia nos planos de grade mais recentes dos OMS europeus mostram um alto grau de desalinhamento com as metas políticas atuais em certos países. Isso é particularmente evidente na capacidade instalada prevista de eólica e solar em 2030. Como leva muito mais tempo para aumentar a capacidade da grade do que para implantar projetos eólicos e solares, as grades podem não estar preparadas para atender à escala de aumentos futuros.

O vento planejado e as capacidades solares estão, em alguns casos, desalinhadas com alvos

Fechar o alinhamento com os alvos eólicos nacionais e os alvos solares devem ser esperados nos planos da TSO, quando a legislação nacional relacionada ao planejamento de grades exige frequentemente o TSOS a | planos. No entanto, a análise mostra que esse nem sempre é o caso, com alguns planos submetindo significativamente as metas nacionais. Destes, dez cenários de uso com ambição mais baixa do que os alvos. Entre os demais, foram encontrados 13 planos de grade bem alinhados e quatro usam cenários mais ambiciosos. A diferença total é de 65 GW. Isso é equivalente a cerca de 8% da capacidade total direcionada por esses países. Embora isso possa não parecer significativo em nível pan-europeu, a divergência em nível nacional em certos países é preocupante. Por exemplo, o plano de desenvolvimento da grade da Bulgária assume 4,1 GW eólica e solar em 2030, mas a meta de política do país é superior a 11 GW, uma diferença de 63%. abide by existing energy policies targets when preparing their plans. However, analysis shows that this is not always the case, with some plans significantly undershooting the national targets.

Wind and solar capacities from the 26 grid plans with adequate data available were compared to their respective 2030 country targets. Of these, ten use scenarios with lower ambition than targets. Among the rest, 13 grid plans were found to be well aligned, and four use more ambitious scenarios.

Of the ten of 26 grid plans that are based on scenarios where the combined capacity of wind and solar is lower than established national policy; the total difference is 65 GW. This is equivalent to about 8% of the total capacity targeted by these countries. While that may not seem significant at a pan-European level, the divergence at national level in certain countries is concerning. For instance, Bulgaria’s grid development plan assumes 4.1 GW wind and solar in 2030 but the country’s policy target is more than 11 GW, a difference of 63%. 

Quando as avaliações de TSOs das necessidades futuras de infraestrutura são baseadas em cenários sub-ambiciosos, é provável que novos investimentos necessários para apoiar as metas de política sejam negligenciados e seu desenvolvimento atrasado. Isso significa que, em vez de desempenhar um papel facilitador, as grades de transmissão em vários países correm o risco de estar despreparadas para apoiar a implantação eólica e solar esperada pela política nacional, criando uma barreira física à transição. 

No entanto, este não é universalmente o caso. Os quatro planos baseados em cenários com capacidades mais altas para eólica e solar incluem Croácia, Dinamarca, Finlândia e Holanda. Os cenários usados ​​pela maioria desses OSTs são significativamente mais ambiciosos do que os alvos existentes, variando de 50% mais altos para a Dinamarca a 200% mais altos para a Finlândia. 

Nesses quatro países, os planos de grade estão se preparando para 81 GW mais eólica e solar do que as metas de política nacional. Esta é uma abordagem sensata que prepara melhor redes de transmissão para acomodar possíveis etapas futuras nos níveis de ambição nacional. De fato, o finlandês Notas TSO Seus cenários tendem a resultados mais positivos, pois os cenários limitados em ambição não desafiarão a Finlândia a se preparar para a transição energética, mas só poderia orientá-lo para resolver desafios de curto prazo. Esses cenários mais ambiciosos também refletem melhor o estado acelerado da transição energética, como no caso das capacidades eólicas e solares usadas pelas TSOs holandesas e croatas, que são semelhantes às perspectivas de mercado para essas tecnologias.  

A energia solar tende a ser mais subestimada

Para entender como o planejamento da grade está rastreando contra metas gerais, o déficit combinado de vento e solar é um indicador útil. No entanto, considerá -los separadamente mostra que em alguns planos um ou outro pode estar mais significativamente fora de sintonia com a política nacional. A divisão entre o vento e a energia solar é um fator importante ao planejar uma grade de transmissão, pois suas instalações provavelmente serão construídas em diferentes locais de acordo com o potencial de recursos distintos para cada fonte de energia. Isso afetaria os locais onde o investimento em grade é necessário para abordar os desequilíbrios geográficos locais entre produção e consumo. Portanto, considerando o desalinhamento pela fonte revela onde as questões da grade podem ter maior probabilidade de surgir. O mesmo número de países usa capacidades eólicas inferiores às metas nacionais, mas a discrepância resulta em uma diferença relativamente menor de 27 GW. A maior diferença absoluta na capacidade solar é entre os cenários de energia usados ​​pelo TSO RTE francês (35 GW) e a meta de capacidade solar nacional da França (54 GW), uma diferença de 19 GW em 2030. A maior diferença é entre os cenários usados ​​pela Dinmark Energinet (8.25 GW) e 9.2. Dito isto, em termos de capacidade de vento e energia solar combinada, o plano de grade da Dinamarca permanece mais ambicioso que o alvo nacional, pois inclui uma capacidade solar muito maior de 35,5 gw, em comparação com 11,7 GW. Lag entre o estabelecimento da política nacional e o desenvolvimento de planos de grade. Na maioria dos casos, as subestimadas nas capacidades do plano de grade correspondem mais de perto com as metas políticas substituídas anteriores.

Solar tends to be more affected by misalignment, with solar’s capacity underestimated by 60 GW across 11 countries. The same number of countries use wind capacities which are lower than national targets, but the discrepancy results in a relatively smaller difference of 27 GW.

This bias towards underestimating solar is also reflected at the country level. The greatest absolute difference in solar capacity is between the energy scenarios used by the French TSO RTE (35 GW) and France’s national solar capacity target (54 GW), a difference of 19 GW in 2030.  The largest difference is between the scenarios used by Denmark’s TSO Energinet (8.25 GW) and national targets (17.2 GW), an underestimation of 9 GW. That being said, in terms of combined wind and solar capacity, Denmark’s grid plan remains more ambitious than the national target as it includes a much higher solar capacity of 35.5 GW, compared to 11.7 GW.

Aligning targets and infrastructure planning

It is likely that the observed misalignment between grid plans and policy targets stems from a time lag between the establishment of national policy and the development of grid plans. In most cases, underestimates in grid plan capacities match more closely with previous, superseded policy targets.

O requisito comum para os OSTs respeitarem as metas nacionais estabelecidas ao planejar sua grade, embora lógicas, em princípio, está causando planos de grade de ficarem persistentemente para trás do mais recente nível de ambição. 

O processo de transposição de metas políticas para a legislação nacional (que geralmente leva cerca de dois anos) e, posteriormente, incorporá -los aos planos de grade, cria um atraso sequencial. Isso significa que o planejamento da rede, apesar de sua natureza cíclica, muitas vezes é incapaz de acompanhar os aumentos generalizados nos níveis de ambição da UE e nacional, principalmente nos últimos cinco anos. As metas 2030 da UE para energia renovável foram inicialmente aumentadas de 27%a 32% em 2018 e subsequentemente aumentadas em 2022 a 42.5-45% em resposta à crise gasosa. 

Além disso, os alvos costumam ficar para trás de outras condições externas, dificultando os planos de grade para acompanhar a rápida evolução da paisagem energética e, portanto, refletir e se preparar melhor para a realidade. 

Os planos de grade exigem aproximadamente dois anos para serem desenvolvidos, devido à sua complexidade, e os cenários de energia que formam a base desses planos são amplamente fixados no início. Isso significa que um plano de grade publicado em 2023 seria usar cenários desenvolvidos em ou antes de 2021, que é baseado em um alvo político que provavelmente foi definido em 2019.

As redes de energia devem estar prontas para facilitar a implantação de tecnologia renovável e limpa, mas isso não será alcançado se os planos de grade permanecerem exclusivamente enraizados nas metas estabelecidas na legislação nacional no início do ciclo de planejamento. Isso é especialmente importante, pois as grades normalmente levam muito mais tempo para construir do que os geradores renováveis. Além disso, as metas mais recentes do Estado -Membro para a construção eólica e solar são ainda não suficientes para cumprir os compromissos revowereu e precisarão ser intensificados ainda mais. Isso implica que mesmo esses planos de grade bem alinhados com as metas de políticas recentes riscam a preparação inadequada da infraestrutura necessária para as ambições de repowereu. 

Vários países fornecem informações sobre como esse problema pode ser evitado. O TSO Finlandês Fingrid parece usar alvos políticos de alto nível, como a neutralidade climática em 2035 e a neutralidade climática da UE em 2050, para orientar seus cenários, em vez de estar ligado a definir trajetórias políticas de médio prazo. As OMs alemãs adotaram uma abordagem semelhante, usando uma estrutura de cenário que considera A Horizon Time até 2045, o ano -alvo para alcançar a neutralidade climática na Alemanha. Dessa maneira, os planos de infraestrutura resultantes garantem que a rede de transmissão de eletricidade esteja preparada para fornecer e suportar um sistema de energia neutra em termos climáticos. As tecnologias limpas estão acelerando de maneira tão rapidamente que elas

Grids risk being unprepared for the upcoming solar surge

While many grid plans already lag behind policy commitments, market trends in some clean technologies are outpacing both. Clean technologies are accelerating so swiftly that they superam até as metas de política da UE mais ambiciosa. Comparando as capacidades eólicas e solares de 2030 previstas em grade planejam comercializar perspectivas de Windeurope e SolarPower Europe revela que muitos planos de grade não representam a recente aceleração da tecnologia limpa. 

Solar, em particular, é consistentemente subestimado nos planos de expansão da grade em comparação às perspectivas de mercado. Dos 23 planos que poderiam ser avaliados contra as perspectivas da indústria solar, 19 foram significativamente inferiores às previsões de mercado de 2030, entre 12-82% abaixo das capacidades esperadas. Nos 23 planos, um total de 205 GW menos capacidade está sendo planejado para desenvolvimentos de grade do que o mercado espera. 

Esta desconexão das tendências no solo implica, a menos que as ações corretivas sejam tomadas, o congestionamento da grade pode piorar nos volumes de curto e curto prazo e maiores de capacidade solar podem ficar presos nas filas de conexão da grade. Embora esse problema seja discutido com mais frequência para as grades de distribuição, pois a maioria das instalações solares é conectada a níveis mais baixos de tensão, um sistema de planejamento de grade coerente para a rede de transmissão deve levar em consideração a implantação esperada em todos os níveis de tensão.  

A situação para o vento está menos obviamente desalinhada, provavelmente devido a perspectivas mais estáveis ​​para o setor, mas ainda há evidências de desconexão. Dos 31 planos de grade que poderiam ser comparados às perspectivas do mercado de Windeuropes, as dez foram encontradas para usar capacidades eólicas mais baixas (13-80% mais baixas) do que as esperadas pela indústria em 2030, subestimando as instalações eólicas em um total de 17 GW. Por outro lado, 12 planos de grade usam capacidades mais altas para o vento (13-100% mais altas ou mais), uma diferença positiva de 44 GW. Isso indica que os preparativos para a rede nesses países estão sendo feitos para integrar uma frota de vento maior do que a esperada por Windeurope. Este é um achado positivo, pois significa que as redes de transmissão estarão prontas para integrar mais instalações de vento, caso elas sejam perseguidas pelos desenvolvedores. Há também evidências de que a evolução rápida

This disconnect between TSO plans and on-the-ground trends extends across fast developing clean technologies. There is also evidence that the rapidly evolving Trends in Battery Storage pode ter sido negligenciada por algumas OSTs ao planejar futuras grades. Doze planos de grade fornecem números para futura implantação de armazenamento de bateria. Isso ocorre apesar de um Previsão de crescimento exponencial No setor, levando o armazenamento de bateria em escala de grade da Europa de 7 GW hoje a mais de 50 GW até 2030. Atualmente, é um mercado de grade mais recente do Eirgrid. 6.3 GW, dos quais 4,7 GW foram aprovados (além de 1,3 GW já em operação). Suposições conservadoras como essa podem estar liderando OSTs para subestimar o grau de flexibilidade disponível em suas futuras redes, levando a uma dependência excessiva de fontes fósseis convencionais.recent research reveals an existing project pipeline of 6.3 GW, of which 4.7 GW have been approved (in addition to 1.3 GW already in operation). Conservative assumptions such as this may be leading TSOs to underestimate the degree of flexibility available on their future networks, leading to an over-reliance on conventional fossil sources.

Embora os planos de grade não sejam projetados especificamente para levar em consideração as tendências do mercado, elas devem ter o futuro o suficiente para se adaptar às paisagens de investimento em evolução. Isso é especialmente importante, pois as tecnologias de energia limpa podem ser implantadas muito mais rápidas do que o tempo necessário para construir ou atualizar linhas de transmissão. No entanto, é provável que os investimentos mais altos ou com carga frontal sejam necessários em países onde os planos de grade ficam atrás da política energética existente. Mas, à medida que o lançamento do vento, solar e outras tecnologias limpas aceleram, as grades precisam estar preparadas para evitar passar de um facilitador em um gargalo. A análise de Ember sobre os planos de grade sugere que os desenvolvimentos podem não acompanhar a transição de energia acelerada. 

Grid growth

Grid development plans show promise, but must be stepped up

TSO plans reveal a trend of increasing grid expansion over the coming decade, alongside network refurbishments and upgrades. However, higher or front-loaded investments are likely to be necessary in countries where grid plans lag behind existing energy policy.

Europe’s extensive grid system is already helping enable decarbonisation. But as the rollout of wind, solar and other clean technologies accelerate, grids need to be prepared to avoid turning from an enabler to a bottleneck. Ember’s analysis of grid plans suggests that developments may not keep pace with the accelerating energy transition. 

No entanto, vários exemplos de TSOs mostram que há uma variedade de opções para compensar esse déficit e acelerar os desenvolvimentos da grade. Com algumas mudanças na abordagem, as redes de transmissão podem liderar o caminho para a entrega para os objetivos de um futuro de energia limpa, segura e acessível. Atualmente, as redes nacionais de transmissão da Europa consistem em aproximadamente 500.000 km de linhas entre tensões de 110-400 kV, com base na brasa de dados compilados a partir de operadores de sistemas de transmissão (ORVs). Esse comprimento excede a distância média da terra à lua.

Europe’s energy transition will be powered through its enormous grid

The scale of Europe’s grid system is enormous. Europe’s national transmission networks today consist of approximately 500,000 km of lines between voltages of 110-400 kV, based on data Ember has compiled from Transmission System Operators (TSOs). This length exceeds the average distance from Earth to the Moon.

The extensive connections within and between countries are an enormous asset in enabling Europe to rapidly decarbonise, providing the necessary infrastructure to accommodate higher volumes of electricity from increasingly distributed generation sources in new geographic locations — wind and solar. However, as the previous section showed, grid planning will need to become more nimble to match the increasing ambition and need for renewables across Europe.

Aligning grid capacity

Lack of grid capacity can be addressed in two ways. Firstly, by physically expanding the capacity. This is done by adding new power lines to existing routes and establishing new routes. Secondly, by maximising the use of the existing networks through refurbishment of existing lines, digitalisation, and greater utilisation of demand flexibility and storage. These actions are complementary and both indispensable in tackling the grid challenge. 

while Existem preocupações que os TSOs são incentivados a favorecer novas construções em vez de outras soluções, deve -se notar que maximizar o uso da infraestrutura existente sozinha não será suficiente. Infraestrutura expandida ainda será necessária para acomodar a crescente demanda de eletricidade e atingir os novos locais de geradores renováveis. 5,3%. Isso levaria o comprimento total para aproximadamente 523.000 km até o final de 2026. Em alguns casos, o uso de corredores existentes pode reduzir a necessidade de permissão adicional, incluindo avaliação de impacto ambiental. Por outro lado, pode haver uma forte necessidade de expandir a pegada física da grade de alta tensão, por exemplo, para conectar novas áreas de alto potencial renovável à rede, tornando inevitáveis ​​novos corredores. Seis planos de TSO fornecem informações sobre os diferentes padrões de desenvolvimento das linhas planejadas, mostrando que as abordagens podem variar de acordo com as rotas de transmissão existentes e a localização projetada de necessidades futuras. Dos dez OSTs que relatam comprimentos de linha históricos e planejados, cinco esperam taxas de crescimento entre 2023-2026 que excedem as taxas históricas entre 2015-2022, enquanto os outros cinco cinco mais lentos. Além da disponibilidade de dados, pode ser difícil identificar uma tendência clara devido a um único projeto ter um impacto significativo nos comprimentos de linha, ou os OSTs focando investimentos mais na reforma de linhas existentes ou outros componentes da grade. 

Network expansion outlook

According to grid plans from 35 countries, over 25,000 km of new lines are planned between now and 2026, increasing the total length of national transmission networks by 5.3%. This would bring the total length to approximately 523,000 km by the end of 2026.

New lines can either be developed along existing land corridors or as an entirely new route, according to the potential locations of new supply and demand patterns.The use of new or existing land corridors is a decision that can affect the speed and efficiency of expanding network capacity. In some cases, the use of existing corridors can reduce the need for additional permitting including environmental impact assessment. On the other hand, there may be a strong need to expand the physical footprint of the high voltage grid, for example to connect new areas of high renewable potential to the network, making new corridors unavoidable. Six TSO plans provide insight into the different development patterns of planned lines, showing that approaches may vary according to existing transmission routes and the projected location of future needs.

Is network expansion accelerating?

Limited historical data makes it difficult to identify whether current network expansion plans constitute an acceleration compared to historical development. Out of the ten TSOs that report both historical and planned line lengths, five expect growth rates between 2023-2026 that exceed historical rates between 2015-2022, while the other five foresee slower expansion. In addition to data availability, it may be difficult to identify a clear trend due to a single project having significant impact on line lengths, or TSOs focusing investments more on refurbishing existing lines or other grid components. 

Apesar disso, existe uma tendência claramente evidente de que a expansão da grade deve aumentar nos quatro anos seguintes após 2026. Nos 25 planos com dados suficientes, o comprimento total da linha de transmissão será expandido em 3,8% entre 2023-2026 e depois 8,1% entre 2027-2030. Esses números indicam que o TSOS prevê uma necessidade contínua de expandir fisicamente suas redes ao longo do tempo e acelerar a taxa na qual novas linhas são estabelecidas. No entanto, é difícil avaliar a escala do aumento necessário devido à variedade de circunstâncias nacionais e à complexa análise envolvida no planejamento da rede. Para melhorar a identificação de possíveis lacunas de investimento antes de apresentarem problemas para a capacidade da grade, o processo de planejamento nacional da rede pode se beneficiar do aumento do escrutínio e da supervisão de uma perspectiva centralizada. Processos semelhantes já estão em vigor para outros componentes do planejamento do sistema de energia, como a avaliação colaborativa de

It is likely that network expansion plans will need to go further than these positive signs, given the gaps identified between the scenarios used and national policy commitments. However, it is difficult to assess the scale of the necessary increase due to the variety of national circumstances and the complex analysis involved in network planning. To improve identification of potential investment gaps before they present problems for grid capacity,  the process of national grid planning could benefit from increased scrutiny and oversight from a centralised perspective. Similar processes are already in place for other components of power system planning, such as the collaborative assessment of Necessidades transfronteiriças ideais (Tyndp), que é realizada pelo ENTO-E e aprovada pela Comissão Europeia após uma opinião da ACER.

A aceleração da expansão da rede é viável

Vários TSOs estão planejando uma expansão significativa da grade no curto prazo, indicando que uma escala significativa pode ser viável dentro de um curto período de tempo. Por exemplo, Planos de investimento Publicado pelo Danish TSO Energinet no início deste ano, revela que o TSO expandirá sua grade em 3.300 km entre 2023 e 2026, uma enorme expansão em comparação com a grade de 7.440 km existente. Isso colocaria a taxa anual de crescimento em 7,6% nos próximos quatro anos, em comparação com 3,6% entre 2015-2022. 

Objetivos de desenvolvimento de grade ambiciosos exigem coordenação entre operadores e fabricantes de grade para proteger cadeias de suprimentos. O Plano de Ação Grids destaca a visibilidade aprimorada dos pipelines do projeto da grade como uma medida que pode evitar gargalos nas cadeias de suprimentos e facilitar investimentos na capacidade de fabricação. Os mecanismos para entregar isso devem ser estabelecidos pelo Q4 2024. Grades dos Estados Bálticos com a Rede Europeia Continental via Polônia, reduzindo assim a dependência da Rússia. Originalmente programado para a conclusão até o final de 2025, este projeto de infraestrutura principal foiENTSO-E called for clear long-term commitments from the industry, in turn, to invest in manufacturing and supply chain organisations.

Another concrete example is provided by the Baltic synchronisation project, which aims to synchronise the electricity grids of the Baltic states with the Continental European Network via Poland, thereby reducing dependence on Russia. Originally scheduled for completion by the end of 2025, this major infrastructure project was apresentado a seguir por dez meses após a invasão da Ucrânia pela Rússia. Os trabalhos de infraestrutura necessários são substanciais: 670 km de novas linhas de transmissão devem ser construídos e 660 km de linhas existentes substituídas. Isso mostra que, com a vontade política e o apoio certo, os desenvolvimentos da grade podem se mover rapidamente. O desenvolvimento de grande parte das redes de alta tensão ocorreu das décadas de 1950 a 1980, chegando hoje a 70 anos, impactando sua capacidade e desempenho. Os investimentos de reposição tornaram -se uma prioridade para muitos TSOs, cruciais para ambos

Not just growth: Upgrading existing infrastructure is equally important

Europe not only needs to expand its electricity grid, but also modernise its ageing infrastructure. Development of much of the high voltage networks took place from the 1950s to the 1980s, making some lines up to 70 years old today, impacting their capacity and performance. Replacement investments have thus become a priority for many TSOs, crucial for both Confiabilidade da oferta e para a Europa para atinge suas metas 2030. A atualização das linhas de transmissão pode aumentar sua capacidade de lidar com cargas mais altas, necessárias à medida que as demandas de energia crescem ao longo do tempo. A modernização e a digitalização das grades permite a integração de tecnologias de grade inteligente, criando uma grade mais flexível que pode acomodar eficientemente compartilhamentos mais altos de energia renovável. 

dos planos de grade examinados, 20 fornecem informações sobre o equilíbrio entre a construção de novas linhas e a atualização ou a modernização das existentes. Aproximadamente 30.000 km de linhas existentes serão modernizados na próxima década, juntamente com 34.100 km das novas linhas a serem construídas nesses países. 

Olhar para países individuais revela divergências significativas nesse relacionamento. Por exemplo, o Reino Unido coloca mais de 7 km de novas linhas para cada quilômetro modernizado, enquanto a Letônia parece estar planejando exclusivamente atualizações de linha. Diferentes prioridades impulsionam o investimento em grade, de acordo com a condição da infraestrutura e as perspectivas do TSO no futuro sistema de energia. 

Soluções não ardentes podem abordar rapidamente a escassez de capacidade da grade

A necessidade de capacidade de grade adicional no curto prazo pode ser maior do que o que pode ser entregue na forma de novas linhas em alguns países, como alguns TSOs. Portanto, as TSOs estão cada vez mais incorporando abordagens alternativas que podem mais rápido (e barato) aliviar os problemas de falta de capacidade da grade. already acknowledged by some TSOs. TSOs are therefore increasingly incorporating alternative approaches that can more swiftly (and cheaply) alleviate the problems of a lack of grid capacity. 

As chamadas "soluções não ardentes" podem ser empregadas para aumentar a capacidade da grade como uma alternativa à infraestrutura de rede nova ou atualizada. Eles também são frequentemente mais rápidos para implantar. Uma solução comumente referenciada nos planos de grade é a classificação de linha dinâmica, que aumenta a capacidade de transmissão, permitindo que as linhas operem mais perto de seus limites térmicos, em vez de implementar valores fixos. A suavização de flutuações e a redução dos picos podem aliviar a pressão na capacidade da grade, pois as grades são dimensionadas de acordo com a carga de pico esperada. A Tennet Holandesa TSO, por exemplo, possui iniciativas propostas || 1151

Load flexibility constitutes another non-wire solution; smoothing out fluctuations and lowering peaks can alleviate pressure on grid capacity as grids are dimensioned according to the expected peak load. The Dutch TSO TenneT, for instance, has proposed initiatives for large companies and major consumers to use less electricity at peak times to alleviate pressure on its grid, with financial incentives also providing benefits to consumers. 

TSOs são já exigidos para levar em conta total o potencial da resposta da demanda, armazenamento de energia ou outros recursos como alternativas para expansão do sistema ao projetar seus planos de rede. É provável que essa obrigação seja reforçada através da Reforma do mercado de eletricidade, que exige que os Estados membros da UE realizem avaliações bienais de necessidades de flexibilidade em nível nacional, com base na entrada dos operadores de transmissão e distribuição. que está recebendo atenção crescente após a publicação de

Integrating hydrogen in grid planning is necessary

Hydrogen production and consumption, which is receiving increasing attention following the publication of Revowereu, tem implicações significativas para a grade de energia. Os TSOs de eletricidade estão, portanto, incorporando progressivamente essas considerações em seus planos de grade, embora alguns considerem apenas um lado dessa equação. 

Integrando os efeitos estruturais da demanda e oferta de hidrogênio no planejamento da rede de eletricidade também é necessária para os ORVs de eletricidade e gás analisarem o dimensionamento ideal da infraestrutura da grade. Por exemplo, a implantação estratégica de usinas de eletrolisador pode reduzir gargalos na grade de transmissão de eletricidade e diminuir a necessidade de expansão da grade. No entanto, isso depende da proximidade da rede de gás natural existente ou à rede de hidrogênio planejada, o que pode não ser o caso, pois os locais da alta demanda de energia e os locais de grandes geradores renováveis ​​são frequentemente diferentes. Isso implica que pipelines de hidrogênio ou soluções de armazenamento teriam que ser construídos recentemente, aumentando significativamente os custos gerais do sistema. Cumulativamente, eles representam um gasto médio de pouco mais de € 30 bilhões de euros a cada ano. 

Financing the future grid

Grid plans provide an estimate of the necessary funding to cover the proposed grid investments (reported by 31 out of the 35 plans examined). Cumulatively, these represent an average spending of just over €30 billion euro each year. 

Embora substancial, não abordar questões de grade será mais caro e já constitui um custo substancial para muitos países. Em 2023, o gerenciamento de seu custo de grade já restrito na Espanha € 2,04 bilhões, na verdade excedendo seu investimento na grade de transmissão, uma média de 1,16 bilhão de euros. Em 2022, a Alemanha gastou Mais de € 4 bilhões Somente no gerenciamento de congestionamentos. Isso representa cerca de 30% dos € 13,5 bilhões de investimento médio anual destinado ao sistema de transmissão. 

Dados de investimento histórico para grades de transmissão interna não são relatados por todos os países, dificultando a avaliação de que os gastos médios anuais da Europa em grades de transmissão representam aumento do investimento, embora as tendências na expansão da rede indiquem isso provável. Aproximadamente € 28 bilhões são destinados a investimentos anuais na grade de transmissão e gastos na grade de distribuição em 2022 alcançados

These investment figures allow us to create a more complete picture of current grid spending by EU member states. Approximately €28 billion is earmarked for annual investment in the transmission grid, and spending on the distribution grid in 2022 reached € 35 bilhões. Isso equivale a um investimento anual total de aproximadamente € 63 bilhões, superando o número apresentado pela Comissão Europeia de € 58,4 bilhões anualmente. Isso subestima tanto a quantia total de dinheiro que já está sendo investida em grades nos Estados-Membros da UE, bem como a necessária para torná-los "adequados para o final da fins para a transição energética. É provável que o investimento em sistemas de transmissão precisará ser aumentado ou o investimento carregado na frente dos países onde os planos de grade ficam por trás da política energética existente. A Bloombergnef estima que os investimentos em grade 2022-2030 na UE-27, Reino Unido, Noruega e Suíça devem atingir aproximadamente € 106 bilhões a cada ano em seu cenário líquido zero. bilhão

Estimated investment needs for power grids in the years after 2030 indicate that current spending will need to be stepped up to an average of €85 billion por ano. Essa necessidade de aumentar o investimento já está prevista por várias OSTs. Por exemplo, o plano de grade do TSO RTE da França observa que seus gastos médios atuais de 400 milhões de euros por ano precisarão subir para uma média de € 650 milhões por ano entre 2020-2035, dobrando após 2035 para atingir aproximadamente 1,3 bilhão de euros por ano. Mas as grades estão se tornando rapidamente o gargalo número um para a construção de um novo vento. Tome licenças de grade: Centenas de gigawatts de novos parques eólicos estão presos em filas de conexão de grade. Atrasos na construção de grades onshore e offshore estão piorando as coisas. A implementação do plano de ação da UE para as grades deve ser uma das principais prioridades da Comissão Europeia atual e de entrada - e para os Estados -Membros da UE. Simplesmente não há transição sem transmissão. com ambições crescentes. As restrições já são evidentes na forma de filas de conexão da grade e congestionamento, incorrendo em custos significativos e riscos retomando a transição de energia acelerada. 

Recommendations

Preparing the grid for the clean energy transition

Expansion of national transmission networks is accelerating but grid plans are struggling to keep pace with increasing ambitions.

The success of Europe’s energy transition critically relies on developing enough grid capacity. Constraints are already evident in the form of grid connection queues and congestion, incurring significant costs and risk holding back the accelerating energy transition. 

Nossa análise mostra que a expansão da grade de transmissão interna nos países europeus deve acelerar na próxima década, indicando uma mudança na direção certa. No entanto, os planos de grade não consideram adequadamente as demandas de metas políticas em evolução, como aumento da implantação renovável e aumento da demanda de eletricidade, e divergem significativamente das recentes perspectivas de mercado para tecnologias limpas, principalmente para solar. Isso arrisca as grades se tornando obstáculos, em vez de facilitadores da transição, e apresenta um risco significativo de entrega para alvos de energia de 2030. 

As grades não podem ser usadas como uma desculpa para alvos perdidos ou justificativa para uma ambição de baixa renovável. A aceleração rápida da rede em alguns estados membros, além dos planos acelerados para a sincronização do Báltico, mostram que é viável fornecer projetos de infraestrutura de grade rapidamente, dada a vontade política. O debate político em andamento constitui uma oportunidade crucial para enfrentar os obstáculos que impedem o desenvolvimento adequado da grade, permitindo que ele acompanhe o rápido crescimento de tecnologias limpas. E os objetivos climáticos devem estar firmemente incorporados na agenda política. Isso permitiria apoio político e financiamento fortalecido, conforme exemplificado pela administração

Key recommendations

Political prioritisation of grids

The critical role of power grids for achieving EU energy and climate goals should be firmly embedded in the political agenda. This would enable strengthened political support and financing, as exemplified by the BIDEN-HARRIS nos EUA e no Governo holandês. Isso é particularmente importante, uma vez que é necessário mais financiamento do que o originalmente estimado pela Comissão Europeia para o investimento em grade. Também permitiria a aceleração de projetos em andamento e planejados, conforme ilustrado pela linha do tempo compactada do Projeto de sincronização do Báltico. O Plano de Ação Grids, publicado em novembro de 2023, é um forte passo nessa direção.

As estruturas regulatórias devem ser revisadas para permitir planejamento e investimento oportunos

legislação nacional em muitos países exige que os TSOs baseem seu planejamento de rede em cenários de energia que estão alinhados com as metas de energia envolvidas em documentos legais. Esse mandato deve ser revisado para incentivar as OSTs a usar cenários de energia que refletem melhor as discussões em andamento e as tendências do mercado das principais tecnologias, mesmo onde esses desenvolvimentos significam que as metas nacionais vinculativas serão excedidas. Os alvos políticos devem ser mantidos apenas para definir o nível mínimo de ambição de cenários, não o máximo. 

Permitir que as OMS planejem o uso de materiais prospectivos ajudará a lidar com o atraso seqüencial entre as discussões de políticas e a atualização formal das metas na legislação. Também facilitará o planejamento à prova de futuro, garantindo que os investimentos em grade sejam suficientes para oferecer ambições atualizadas. É essencial para ativar Investimentos de grade antecipatórios: É claramente impossível identificar esses investimentos se o planejamento da grade for restrito aos limites da política atual ou desatualizada.

Maior supervisão e escrutínio dos planos de rede

Dado o papel central das grades no fornecimento de segurança energética e facilitando a transição energética, seu planejamento e desenvolvimento se beneficiariam da supervisão adicional. A Reforma do mercado de eletricidade fornece impulso aos reguladores nacionais para fornecer esse escrutínio, afirmando que “desempenharão um papel central para garantir que o investimento suficiente seja fornecido para o desenvolvimento, expansão e reforço necessários”. Isso exigiria que os reguladores avaliassem a adequação dos planos de grade e seus investimentos propostos para apoiar a descarbonização oportuna do sistema de energia. Isso também pode ser realizado através da atribuição da responsabilidade de um mandato zero líquido ao regulador em países com tais metas, como em O caso do Reino Unido. filas, capacidade de grade disponível e investimentos planejados. A reforma do mercado de eletricidade e do plano de ação das grades tomam etapas importantes a esse respeito, mas ficam aquém em termos de dados que permitirão a avaliação do alinhamento entre os investimentos em grade planejados e as metas do sistema de energia. Os operadores da grade devem ser necessários para publicar os cenários de energia usados ​​para identificar os investimentos da grade necessários em uma forma acessível e padronizada, para permitir um melhor escrutínio e monitoramento. Em toda a Europa, até 2040. Para garantir a preparação adequada da infraestrutura de eletricidade, cenários futuros usados ​​para planejar a grade devem se ajustar a essa visão. Isso se reflete na ação 2 do Plano de Ação da Grades, que afirma que os Estados Unidos e os Estados -Membros devem garantir projetos de transmissão de eletricidade suficientes para atender às necessidades de infraestrutura até 2030 até 2050. Isso não deve apenas ser levado para se referir à interconexão, mas também para preparar o Planejamento nacional. horizontes. Isso permite que os OSTs tomem medidas antecipadas e também se alimentem mais explicitamente à elaboração de políticas, lançando luz sobre as compensações associadas a diferentes decisões políticas.

Reporting transparency and standardisation

TSOs should be required to regularly publish data on key indicators, including but not limited to grid connection queues, available grid capacity and planned investments. The reform of the electricity market and the Grids Action Plan make important steps in this regard, but fall short in terms of data that will allow assessment of alignment between planned grid investments and power system targets. Grid operators should be required to publish the energy scenario(s) used for identifying necessary grid investments in an accessible and standardised form, to allow better scrutiny and monitoring.

Place clean power at the core of grid planning to enable anticipatory investments

The EU’s commitment to limit global heating to 1.5C requires the development of a predominantly clean power system across Europe by 2040. To ensure adequate preparation of electricity infrastructure, future scenarios used to plan the grid must fit such a vision. This is reflected in Action 2 of the Grids Action Plan, which states that TSOs and Member States should ensure sufficient electricity transmission projects to fulfil the infrastructure needs by 2030 until 2050. This should not only be taken to refer to interconnection but also preparing national transmission networks.

Some TSOs already take this into account, implementing “Target Grid” strategies which look ahead to the task that awaits beyond typically five to ten year planning horizons. This enables TSOs to take early action and also feed more explicitly into policy making, shedding light on the trade-offs associated with different political decisions.