淨零排放世界中的再生能源發展：土地、許可和電網
2022.12.29 全球
為太陽能和風力發電場尋找土地變得越來越難。開發人員必須加強能力並提高其營運效率。2050年實現淨零碳排放的目標將需要大幅地增加來自可再生能源的電量。麥肯錫估計，在接下來的幾年裡，全球可再生能源發電量將在2021年至2030年之間增加近兩倍，達到8,800百萬瓩以上。其中，絕大多數將來自風能和太陽能。
額外的太陽能板和風力發電機將需要土地——而且佔地非常大。公用事業規模的太陽能和風電場每單位電力所需的空間至少是燃煤或天然氣發電廠的10倍，包括用於生產和運輸化石燃料的土地。風力發電機通常放置間距半英里，而大型太陽能廠則佔地數千英畝。
隨著合適的用地越來越少，開發商需要以越來越快的速度尋找新的地點。太陽能發電廠需要平坦、乾燥、陽光充足的地點，而風力發電機的最佳地點是光滑、圓潤的山丘頂部、開闊的平原和山間縫隙，這些地方可以匯集和加強風力。其中許多最具吸引力的地點已經被佔用。
在本文中，我們將探討風能和太陽能開發商在尋找綠能用地時面臨的幾個最大限制，以及他們如何為這些日益激烈的爭奪戰做準備。
規範以及永續性限制：
為了瞭解部分國家可用於可再生能源開發的土地有多麼稀少，我們創建了一個模型來評估潛在的風能開發地點。例如，在德國，我們的分析表示，在該國51%的潛在適合風電場的土地中，考慮到規範、環境和技術限制因素後，僅剩下9%。
影響土地供給的最大因素是德國一些區域對風力發電機和住宅區之間距離的規範，其次是對生物多樣性和動物棲地的擔憂。儘管最近有討論放寬距離的規定，但這些規定和其他規範仍可能會繼續成為風能發展的主要限制因素。這9%的可用土地對可再生能源開發商來說是一個劣勢的起點，且由於成本考量和公眾反對，可能會進一步減少。
德國的目標是到2035年100%的能源需來自可再生能源，其風力發電容量目標意味著風力發電機必須覆蓋該國4%到6%的土地，這讓開發商幾乎沒有犯錯的餘地。
其他國家也存在類似的監管限制。例如在法國，我們的土地利用分析表示，風力發電機被限制在法國總土地面積的一半左右。這是因為飛行路徑、歷史遺址、保護區以及雷達禁區——風力發電機可能會干擾軍用、民用和商用航空雷達系統的區域。
在美國，太陽能計畫面臨不同限制：越來越多抗議針對土地之使用。2021年，在審核階段取消了10%的太陽能容量，主要源自於公眾的反對。抵制的原因包括對太陽能廠美觀的考量、耕地的喪失、對野生動物棲息地的影響、對財產價值損害以及對健康和安全的擔憂。在中國，河北省官員最近也禁止在耕地上使用太陽能板。
不斷上升的地價
適合風能和太陽能的區域吸引了許多有興趣的各界人士，包括中小型可再生能源開發商、大型公用事業公司、獨立電力生產商、石油和天然氣巨頭以及金融業者。此外，商業和住宅開發商及農業公司等其他參與者亦可能關注同一塊土地。在過去的十年中，這種趨勢產生了推動土地價格逐步上漲的效果。儘管大多數風能和太陽能開發涉及租賃協議，而非土地交易，但這些交易終歸仍是受土地價格影響的。
雖然法國和西班牙等國家的土地價格每年適度上漲1%，但德國和美國的土地價值在 2011年至2020年間每年飆升近10%。此外，租賃模型有可能很複雜：租賃費用可能與佔地面積、安裝機台數、能產生的能源，甚至和計畫產生的收入或利潤有關。這使得開發商難以在此過程的早期比較這些用地並評估其財務上的吸引力。
長期、多變的開發期程
為風能或太陽能裝置尋找有吸引力的位置通常意味著不僅要考慮土地本身，還要考慮獲得開發許可所需的過程和時間。此過程中的許多因素超出了開發人員的控制。例如，獲得所需的許可通常是一個緩慢且分散的過程，涉及多個政府機構和經常變化的法規。 儘管監管機構對透明度和客戶負擔能力的標準不斷提高，但這些機構往往缺乏有效處理審核流程的人員、能力和工具。因此，從計畫啟動到獲得許可，審核的時間最長可達10年。風電計畫獲得批准所需的時間最長，法國和義大利的開發商需要耗費的時間中位數最長：分別為8年和7年。
開發和審查過程亦常因公眾反對而延誤，即使這些阻力並無法阻止新的太陽能和風能計畫，仍有可能衍生嚴重問題，例如訴訟可能會使程序延遲數年並造成無法預料的成本增加。為解決此問題，部分開發商會讓投資者參與、更加瞭解他們投資的項目，包括公開聽證會、提供諮詢服務、與主要投資者共同決策，甚至可以讓當地居民在計畫中獲得股權或其他形式的財務參與。
日益嚴重的電網壅塞
公用事業規模的太陽能或風能裝置需要的不僅是土地，還需要一個大型電網基礎設施，將綠色能源輸送給終端用戶。在許多國家，最適合風能和太陽能開發的土地並不靠近電力需求最大的密集人口、商業和工業中心，而在電力嚴重分配不均的美國尤其如此； 加州、麻州和紐約等人口稠密的區域有相當大的電力短缺（10至40 GWh），而北達州、德州和懷俄明州等較偏遠地區則有電力過剩（30至40 GWh）。建設連接偏遠地區和城市的新輸電線路也可能是一個漫長且昂貴的過程，並會受制於不希望線路經過自己土地的地主，這些地主不想要電力線，因為他們不會從線路運行中得到利益。
除了傳送之外，電網壅塞還源於缺乏具彈性的措施（例如電池儲存系統或幫浦蓄能水電），這些措施有助於管理風能和太陽能不確定性。由於電網的穩定性取決於可預測性和供需平衡，美國的電網並非總是能夠立即整合所有新的風能和太陽能。可再生能源計畫可能要等待數月甚至數年才能連接到電網。計畫有時不得不關閉，導致開發商、監管機構和社會大眾失去投資機會。這個問題在美國尤為普遍，而澳洲、德國和義大利等國家也面臨著類似的問題。如果投資者和開發商發現無法解決的壅塞問題造成市場條件缺乏吸引力，他們可能會選擇退出市場，而這對於一個國家的可再生能源擴張目標和淨零承諾構成了重大風險。
對開發商的意義及影響
為了保有競爭力並確保順利成功的發展，可再生能源的參與者需要積極應對這些挑戰。 我們特別列出了開發商可以採取的五個關鍵步驟：
(1)在早期尋找用地時即確立優勢
尋找合適且經濟上有吸引力的地點需要徹底及廣泛的地點探勘，並與當地領導者、維權人士和地主建立良好關係。這種能力與計畫開發的能力有著明顯不同，後者側重於審核流程、技術協調和公共宣傳。為確保資源的最佳部署，較大型的開發商可能希望調整其營運模式以將早期階段與計畫開發分開。激勵機制如組織內成功識別風能或太陽能廠址的個人股權，也可能有助於建立新站址。
(2)在組織中創建、精進迅速的流程
在充滿挑戰和高度競爭的環境中取得成功將意味著快速、高效和戰略性地行動。例如，為了增加找到合適用地的機會，開發商會希望盡可能勘查多處地點，然後根據清晰、透明、快速和量化的流程快速縮小範圍。此外，隨著社區和利害關係人的參與成為可再生能源發展越來越重要的考量，公司還需要培養足以有效拓展關係的能力。
(3)為廠址識別合併一個底線視圖風能和太陽能裝置的理想地點是那些不僅能以低成本發電，還能為股東創造價值的地方。為了確保廠址在其生命週期中能夠盈利，廠址發起人和計畫開發商應通過了解有利的市場條件、法規、規劃和電網建模來補充他們的技術評估。這些功能通常存在於組織的其他部分，例如商業、策略和監管事務，或者組織外的開發商。在廠址識別過程的早期建立並利用它們可以增加計畫的未來價值並降低成本大幅增加的風險。
(4)向工業參與者尋求額外的土地和新的客戶收入
鋁、鋼鐵、水泥和化學品等高耗能的工業製造商面臨著脫碳的艱鉅挑戰，通過在這些製造商的建地上建造可生產可再生能源的資產，開發商可以幫助他們取代化石燃料，減少對電網電力的依賴，並使用綠色能源為其營運提供動力。對於開發商來說，與產業的直接聯繫可以提供具有吸引力的機會，使他們的收入來源多樣化，並繞過與土地稀缺相關的挑戰。為了取得成功，他們需要發展新的組織能力並與產業參與者建立牢固的聯繫，一旦建立了客戶關係，將可以成為進一步銷售的基礎，例如提供能源管理服務。
(5)加強溝通和公眾宣傳
在開發過程中，各種外部利害關係人都會影響計畫的成敗，而為了提高計畫成功的可能性，開發商應該提高他們管理資訊的能力。在制定新的法規或市場框架時，當局需要開發商的視角、計畫經驗和洞察力。可再生能源商應了解他們可以帶來的價值，並與當局建立強而有力的溝通渠道，以確保定期交換和調整觀點。 為降低公眾反對的風險，開發商應在整個過程中積極管理輿論，並經常舉辦公眾參與論壇。
可再生能源行業正處於一個充滿希望及挑戰的十字路口，開發商應做好準備以爭取稀少的用地。
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