ChillSunSolar是一家位于内华达州的太阳能发电设施，发电量为2.25吉瓦（GW）。预计这笔能源将满足加州每年电力需求的约1.7%。同样，位于苏格兰东海岸的BerwickBank风电场装机容量为4.1吉瓦，一年内的发电量将超过英国最大的两个燃气发电站最大容量运行的发电量总和。然而，这些可再次生产的能源发电站的真正影响只有在它们成功连接到各自的电网后才能实现。发达国家使用的电网不适应快速而重大的变化。从历史上看，新发电厂并网是逐步进行的，每年仅增加几座发电厂。这些增加主要是由人口结构变化、更换老化发电厂的需要或不同燃料来源之间的转变等因素推动的，以保持定价方面的竞争力。因此，通常容量变化的总体速度很慢，导致净容量增长最小，而且新工厂通常使用与旧工厂相同的电网连接。
于是，为了跟上行业的需求，大型电网专用组件的供应已经进行了调整。以变压器为例，变压器在升高或降低电压以满足电网要求方面发挥着至关重要的作用。这些变压器是采用独特技术制造的大型机器。将铜缆缠绕在像小树一样粗的木框架上，铜缆就像闪闪发光的宽面条线。这些绕组的精度低至毫米，是专门根据买家的需求定制的。因为金属会破坏铜周围的电磁场，所以要用用木材和胶水将这些单独的绕组组合起来。然后将整个组件浸入充满矿物油的罐中，直到矿物油覆盖其顶部。
在德国纽伦堡的西门子能源工厂中亲眼目睹其中一台巨型变压器的制作的完整过程，确实是一次令人惊叹的体验，它结合了巨大的规模、独特性和卓越的工艺元素。尽管西门子尝试使用机器人实现绕线过程自动化，但尚未成功。因此，这些变压器的生产在很大程度上依赖于人类工匠的技术。一旦完成，这些非凡的作品通常重达惊人的300吨，标价为3200万美元。客户下订单后，预计大约三年后交货。扩大全球生产此类非凡设备的能力对于电网的迅速增加至关重要。然而，这项任务并不容易完成。这些专用变压器的供应商只有少数，而且他们对待此事非常谨慎。西门子及其竞争对手致力于提高现有制造设施的生产力。然而，他们对大规模投资新产能犹豫不决，因为他们都以为当前需求激增只是暂时现象。
不需要快速涌入新设备是传统电网的持久特征之一。这种看法与保守的投资方式紧密关联。在过去五十年的大部分时间里，负责国家电网的政府实体和私营部门监督管理的机构都第一先考虑了两个主要目标。首先，确保电网稳定可靠，保持供电不间断，支持工业活动。其次，努力降低电网对电价造成的额外成本。
总的来说，电网已经成功实现了这些目标。在大多数发达国家，消费者可以相信，除非出现极端情况，打开开关的简单动作就能照亮他们的家，并防止冷冻食品解冻。这种可靠性是以相比来说较低的成本实现的。负责管理英国输电基础设施的国家电网公司的本·威尔逊表示，2019年，消费者平均电费为1,300英镑，而电网费用仅占20英镑（25美元）。这仅占总账单的1.5%，显示了电网服务的承受能力。
然而，在保守的监管方式下，电网战略投资的激励或灵活性有限。电网运营商只能将资金用于保证实施或解决持续拥堵问题的项目的必要连接。连接请求通常按照先到先服务的原则做处理，强调公平性，而不是利用拍卖或战略规划等替代机制。不幸的是，这种方法在一个旨在更换大部分现有发电设施的世界中是不够的，并且常常要在不同地点建造新的替代设施。电网连接不足导致全球新发电项目排起长队，阻碍其并入电网。这些排队不仅减慢了新产能的可用速度，而且还带来了不确定性，从而增加了投资所需成本。英国能源公司OctopusRenewables的首席执行官佐伊萨·诺斯-邦德将电网接入视为扩大可再次生产的能源市场占有率的“最重要的限制因素”。
到2022年，英国约54%的发电量是无碳排放的，使其电网变成全球上最环保的电网之一。然而，这一成绩并不代表项目排队问题已得到解决。平均而言，2022年并网的项目比最初要求的并网日期延迟了大约四年。开发BerwickBank风电场的公司SSE的目标是到2030年实现该风电场的全部装机容量。然而，根据公开数据，该风电场的至少一部分预计仅在次年年底。考虑到当前的情况，如果供应商今天请求电网连接，他们预计会在2030年至2038年之间的某个时间获得连接。
建立电网连接的速度存在实际限制。扩大电网带来的变化可能会影响其稳定性。然而，目前并网的延误时间远超于了必要的时间。国家电网的威尔逊先生表示，排长队的根本原因是英国电网监督管理的机构Ofgem直到最近才实施监管限制。在连接请求正式获得批准之前，Ofgem不允许对电网升级进行任何投资。虽然很明显，像英国这样严重依赖海上风电的国家需要与北海和大西洋建立强大的电网连接，但只有在国家电网收到个别开发商具体而详细的要求后才能进行这些投资。这种做法不仅阻碍了投资速度，而且还延长了许可时间。并网过程只能在发电机的规划和许可程序完成后才能开始。这些活动不是并行进行，而是按顺序进行，因此导致进一步的延迟。从工程角度来看，宝贵的时间和资源被一个接一个地执行而不是同时执行的任务所消耗。
然而，导致项目队列长度的重要的因素之一是投机活动。2008年，国家电网出台了鼓励小型可再次生产的能源项目并网的措施，使申请过程更方便快捷。这一变化使得投机者能够提交“纸质项目”，意图将其在队列中的位置出售给后续项目。这些投机性项目可能占队列的80%，其中许多项目缺乏准备好的设计或执行这些项目的工程师团队。从队列中删除此类投机项目似乎是合乎逻辑的。然而，现有的监管框架并没有为国家电网提供区分真正的建设者和投机者的必要工具。
据估计，美国有大量可再次生产的能源容量，达到太瓦级，正在排队等待并网。在其他许多国家也可以观察到类似的情况。负责丹麦电网运营的国有公司Energinet的首席执行官托马斯·埃格博强调，情况“与英国一模一样”。为了开发新的电网容量，必须有项目建议书，然后在申请建设新的电网基础设施之前签署合同协议。美国拥有众多的电网和复杂的法律环境，情况尤其具有挑战性。加利福尼亚州劳伦斯伯克利国家实验室去年发表的一项研究显示，美国的并网过程平均需要三年左右才能在2021年完成。此外，与别的地方类似，这些延误的维持的时间正在增加。据估计，美国目前并网的队列中拥有大量新增可再次生产的能源容量，至少达到1,400吉瓦。
ChillSunSolar发现了自己与大约220吉瓦（GW）的其他太阳能发电厂和储能设施一起排队等待与加州电网连接。然而，ChillSunSolar更有运气。土地管理局目前正在规划一条名为GreenlinkNevada的新输电线路。这条输电线路专门为支持内华达州的太阳能发电而设计，预计将于2026年投入运营。不过，与美国其他计划中的能源基础设施项目一样，GreenlinkNevada将受到许可程序的不确定性影响，这很容易受到法庭案件和潜在延误的影响。
Greenlink计划体现了某些特定的程度的进展，表明监督管理的机构开始认识到采取进一步行动的必要性。2022年12月，Ofgem经过八个月的紧张磋商后发布了新法规。这些规则授权国家电网在收到具体的并网请求之前能够继续进行扩建项目。Ofgem还正在改革其程序，使排队中的项目能够对达到某些里程碑或冒着在排队中的位置的风险负责。然而，Ofgem对于实施追溯规则持谨慎态度
在美国，联邦能源管理委员会（FERC）对电网运营商因能源资源结构和需求变化而制定的输电需求长期规划表示担忧。FERC认识到根据扩展规划来投资的重要性，以此作为解决当前电网分散且低效的一种手段。为此，FERC去年收集了有关鼓励电网运营商根据长期计划来投资的拟议措施的反馈。我们还在努力减少规划许可和建筑许可造成的延误。FERC的新提案预计将于今年夏天发布。11月，欧盟执行机构欧盟委员会批准了一套新的临时法规，赋予可再次生产的能源项目“压倒性公共利益的推定”。此外，该委员会认识到需要限制电网加固的环境影响评估，以促进可再次生产的能源的无缝整合。这些措施旨在简化流程并支持可再次生产的能源有效并入电网。
这些措施对于建立新的远程连接至关重要，这对于缓解电网扩张时的拥堵或连接远距离的发电机和消费的人来说可能是必要的。一个著名的例子是Ultranet项目，该项目涉及建设高压电缆，将北海的风力发电连接到德国南部的工业用户。西门子能源公司董事会成员TimHolt表示，Ultranet开发商面临着获得大约13,500个建筑许可的挑战。虽然该技术很容易获得，但获得许可的过程却构成了重大障碍。2月份，用于Ultranet项目的大型变压器已在西门子能源位于纽伦堡的工厂准备装运。
在发展中国家，电网通常太小，不足以满足当前需求，更加不用说未来需求，其中一些挑战似乎不那么令人畏惧。扩展正在扩展的网格通常比振兴已经建立的网格更容易。以印度为例。过去十年，印度一直在快速扩张其电网。据电力部报告，自2014年以来，已建设了161,000公里的输电线路。根据世界银行数据，接入电网的人口比例已从2010年的76%飙升至2020年的99%。印度令人印象非常深刻的电网发展表明，通过坚定的努力，显着改善了电网覆盖范围和可达性，为其他发展中国家树立了榜样。
仅进行适当的连接并不能够确保稳定的供电。实现平衡的供需关系往往需要减少负荷，超负荷因此导致印度多个城市停电。然而，电力部报告称，印度农村地区发电机运行的煤油消耗量一下子就下降，从2015年的90亿升减少到2021年的20亿升。这表明人们已经能够更多地依赖电网以满足他们的能源需求。随着电网脱碳的必要性变得明显，印度的应对措施是逐步扩大其基础设施。2022年12月，电力部宣布计划投资300亿美元，到2030年再建设50,000公里的输电线路。这些输电线路将连接通常位于偏远地区的可再次生产的能源，以满足一直增长的需求。印度还制定了长远的计划，要在同一期限内并网500吉瓦的可再次生产的能源容量。这种积极主动的做法表明了印度致力于扩大其可再次生产的能源基础设施并转向更清洁的电力来源。
印度大规模的电网扩张似乎与发展中国家电气化的普遍观念相矛盾。人们一致认为，在这些市场建设大规模、集中式电网基础设施速度缓慢、成本高昂且效率低下。另一种方法可能涉及分布式发电的加速增长，特别是通过安装可连接到当地微电网的太阳能电池板。每个微电网将作为一个独立的实体发挥作用，能够独立运行，同时也促进与邻近微电网的能量交换。由于太阳能电池板数量充足且分布广泛，因此不再需要庞大的电网骨干网，从而确保附近地区持续充足的电力供应。这种方法促进了本地化和分散式发电，为传统电网扩张所面临的挑战提供了潜在的解决方案。
然而，分布式太阳能电池板和集中式电网基础设施之间的这种二分法概念有些误导。分布式太阳能电池板有潜力产生大量电力。尽管如此，正如政府间智库国际能源署（IEA）电网专家布伦特·万纳所强调的那样，主要依赖这种分散的资源是一项代价高昂的努力。由于规模经济，与并网太阳能发电场安装的相同容量相比，小型或屋顶太阳能装置的成本“高出数倍”。虽然分布式太阳能电池板能够最终靠提供本地能源供应来缓解现有电网的压力，但完全过渡到分布式发电的经济可行性尚未得到充分证明。事实上，为了高效、有效地满足能源需求，集中式和分布式开发相结合是必要的。
中国偏好大规模电网。国家电网运营着覆盖全国大部分地区的同步电网，拥有全球最大雇主的称号，管理着全球最大的电力系统。与印度类似，中国也从近期电网扩张中获益。该国直到2012年才实现普遍电气化，当时电网脱碳的重大挑战以及刺激经济的基础设施投资的必要性变得显而易见。因此，中国继续加大对电网发展的投资。尽管如此，正如北京清华大学电力系统研究员重庆康所强调的那样，现在排队等候并网的队伍慢慢的变多。重庆康认为，部分问题就在于缺乏实时定价机制。因此，那些寻求改造电网的人正在敦促政府更新其政策。
尽管在规划改革和排队管理策略方面做出了努力，但重要的是要承认某些等待时间无法完全消除。电网基础设施的建设需要深思熟虑，不能一味地放任自流。每个网格作为一个统一且相互依赖的系统运行，必须谨慎执行新连接的添加，以维持其微妙的平衡。传输容量的扩展也需要同样程度的仔细考虑。然而，通过利用19世纪的技术，现在正在充分的发挥其潜力，进步变得更容易。
