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【干货】能源难题的中国思考

日期:2015-10-14    来源:国家电网杂志

国际新能源网

2015
10/14
13:45
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关键词: 全球能源互联网 电力需求 清洁能源

9月26日,国家主席习近平在纽约出席联合国发展峰会时,倡议探讨构建全球能源互联网,推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求。这让各界对于全球能源互联网构想的关注度达到了新高度。

近一年来,国家电网公司董事长刘振亚很忙。

他带着一个关乎人类共同利益的重大命题——“以清洁和绿色方式满足全球电力需求”,奔波在几大洲之间,法国、阿拉伯联合酋长国、巴西、美国……多次在国际大会上发言,并与多国能源高层深入沟通全球能源互联网构想。

那些时刻,他既是世界最大电网企业的领军者,又是一个有着崇高理想的布道者,为积极应对气候变化,推动人类社会可持续发展贡献来自中国的经验和智慧。

 

困局

目前,全球化石能源资源日益枯竭。与之对应的是,人类对气候系统的影响正在不断增强。

大规模开发利用化石能源,在生产、运输、使用的各个环节都对空气、水质、土壤等多个方面造成污染和破坏。如果不加以控制,气候变暖、极端灾害天气频发等恶性生态问题,会严重威胁人类的生存。

化石能源困局的症结在于其不可再生和开发利用过程中的高污染、高排放问题。与化石能源相比,清洁能源开发利用对生态环境影响小,且资源总量巨大。全球水能资源超过100亿千瓦,陆地风能资源超过1万亿千瓦,太阳能资源超过100万亿千瓦,仅开发其中的万分之五就可以满足未来人类社会的能源需求。

然而,清洁能源虽然资源丰富,但分布不均衡,清洁能源资源富集地区大多远离负荷中心,相距数百到数千公里,加之风电、太阳能发电具有随机性和间歇性特点,如何能够实现大规模开发利用,成为破解化石能源困局的关键。

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破题

困局如何破解?

2009年特高压交流示范工程投运,2010年特高压直流示范工程投运,智能电网得以全面开工建设。从那时起,刘振亚就开始思考如何依托特高压技术来解决全球能源问题,并在同年举行的加拿大第21届世界能源大会上,提出以全球能源互联推动新一轮能源变革,解决全球能源问题的发展思路。

2012年,全球可持续电力合作组织峰会在德国柏林举行。刘振亚在会上提出构建洲际能源输送大通道,推动全球能源优化配置。第二年,在韩国大邱世界能源大会上,刘振亚进一步提出构建能源大通道,促进清洁能源开发,实现世界能源可持续发展。

2014年2月,在与美国前财长鲍尔森会谈时,刘振亚提出了构建全球能源互联网是世界能源发展的战略方向。至此,刘振亚对化石能源困局的破题思路已然明晰。

同年7月27至31日,在美国华盛顿召开的电器与电子工程师学会电力与能源协会2014年年会上,刘振亚发表了题为“构建全球能源互联网,服务人类社会可持续发展”的署名文章,面向国际电力学术界和企业界的2500多名代表发出呼吁,构建全球能源互联网,推进清洁替代和电能替代。9月至11月,刘振亚分别在APEC能源部长与企业家午餐会、联合国气候峰会企业家论坛以及可持续城镇化首席执行官理事会上,作了有关“全球能源互联网”的发言,引起世界范围内的关注和热议。

2015年2月,《全球能源互联网》在京首发。9月,该书英文版在纽约首发。

从特高压技术和智能电网建设的成功实践开始,到《全球能源互联网》一书的发布,刘振亚的破题思路清晰可见。而这个涉及人类社会可持续发展的构想将在长久的时间内,成为能源安全问题、环境保护问题、可持续发展问题的综合解决方案。

 

在全球能源互联网的构想中,通过这个以电为中心、具有全球配置能力的能源平台,人们能够利用各大洲之间的时差、气候差、电源结构差异等,驾驭可再生能源发电的随机性和间歇性,并优化全球电网负荷,取得削峰填谷效益,顺利实现清洁能源的全球共享。测算数据表明,到2050年仅“一极一道”外送电力便可达12万亿千瓦时,占全球电力需求的16%。

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内功

联合国全球契约组织创始人、特别高级顾问乔治˙科尔曾评价“全球能源互联网”构想与特高压相比是“一个更加面向未来的、极具远见的、宏伟的、可以付诸实践的伟大构想”。

那么这个构想如何落地生根?

这十年间,清洁能源高速发展,这也促使以清洁能源开发利用为特征的新一轮能源革命在世界范围内蓬勃兴起。全球资源禀赋与能源消费之间存在的空间异质性,使大规模的跨省、跨国、跨洲电力流动成为未来能源革命的必然。北美、欧洲、俄罗斯-波罗的海的特大型互联电网,欧洲超级电网、东北亚互联电网、北非向欧洲输电的“沙漠计划”等区域性电网的发展,都显示出大电网互联的趋势。

而全球能源互联网的构想中,大电网互联程度则更进一步:来自北极的风电将通过特高压交直流电网向亚洲、北美、欧洲送电,并实现这三大洲电网互联;来自北非、中东的太阳电力将通过特高压交直流电网北送欧洲、东送亚洲,实现非欧亚电网互联。此外,还将建设南美北部、大洋洲太阳能发电基地,分别实现北美与南美、亚洲与大洋洲联网和输电,总体形成承载世界清洁能源高效开发、配置和利用的全球能源互联网。

上述电网的联接,需要将输电距离提升到2000~5000公里,这个任务唯有代表当前世界最先进输电技术的特高压电网能够完成,而电网智能化的程度,则决定了清洁能源的接纳水平和能源交易的灵活程度。这两者,最终将促进全球能源优化配置,构建全球电力市场,从根本上推动全球能源开发方式、能源消费方式、生产生活方式的改变。

通过多年的研究实践,我国特高压技术已经实现全面突破,建成了特高压试验研究体系,攻克了多项世界性难题,并形成了我国主导的特高压技术标准体系。与此同时,我国还成功研制出特高压交直流全套装备,建成了一批国际领先的特高压。目前,已经建成的三交六直九项特高压工程,累计送电超过5200亿千瓦时,成为中国西电东送、北电南供的能源大通道,有力促进了清洁能源开发。

智能电网方面,我国的智能电网在理念、技术、装备、标准、工程等方面也实现了全面突破,范围涵盖发电、输电、变电、配电、用电和调度等电力系统全环节。目前,国家电网公司已建成66~750千伏智能变电站2064座、电动汽车充换电站618座、充电桩2.4万个,安装智能电表超过2.9亿只,并建成世界领先的风光储输示范工程和五端柔性直流输电工程。

在特高压技术和智能电网建设这些经验的积累,有力地保障了中国水电、风电、太阳能发电基地建设和电力远距离、大规模、高效率送出,为构建全球能源互联网创造了条件。

 

未来几十年是构建全球能源互联网的关键期,国内互联、洲内互联、洲际互联三步走,技术上需要在大范围、高比例、低成本的清洁能源发电技术,大容量、远距离、低损耗的输电技术,大规模、高效率、长寿命储能技术,以及信息通信技术与电网技术融合四个方面创新突破,以此推动全球能源互联网这项全新的能源技术革命理念不断向前。

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效应

“全球能源互联网”构想的时间表中,2050年是一个重要的节点。

2050年,清洁能源占比将达80%,每年可替代相当于240亿吨标准煤的化石能源,减排二氧化碳667亿吨、二氧化硫5.8亿吨。届时全球能源碳排放115亿吨,仅为1990年的一半,将顺利实现《联合国气候变化框架公约》提出的“到2050年将全球平均气温上升幅度控制在2摄氏度以内”的目标。

2050年,全球能源互联网累计投资将超过100万亿美元,有力拉动全球经济,将亚洲、非洲、南美洲等地区的资源优势转化为经济优势,缩小地区发展差异,解决非洲等贫困地区无电问题。

2050年,清洁能源开发国(地)、途经国(地)、消费国(地)将成为利益共同体,从资源争夺向共同开发、合作共赢转变,形成共同发展、和谐发展、可持续发展的能源地缘政治新格局。

2050年,全球能源互联网作为世界最大的能源配置系统,将更有效地保障能源供应,提高经济效益,降低社会成本,有效解决长期困扰人类发展的能源环境问题,让人人享有可持续能源。

千里之行,始于足下。今后的几十年,将是全球清洁能源蓬勃发展的关键时期,更是全球能源互联网由构想走向实践的重要时期。伴随着国家“一带一路”战略的实施,我国与周边国家电网互联互通步伐加快,这也顺利地带动特高压技术、智能电网等领域的技术走向世界,清洁能源发电领域的产能优势也不断得到显现。

应对气候变化、加快发展清洁能源成为世界共识和共同行动,也为实现全球能源互联网构想提供了广阔发展空间。奔腾的流水、呼啸的大风、普照的阳光、涌动的海潮等自然界的清洁能源,将会通过无数的发电机转化成电能,通过全球能源互联网传输到世界各地。到那时,“人人享有可持续的能源供应”,天更蓝、地更绿的和谐美好地球村将近在眼前。

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