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评论:步入全球能源互联时代
[ 录入者:admin | 时间:2015-03-26 10:40:33 | 作者:翁爽 乔振祺 | 来源:《国家电网杂志》 | 浏览:1295次 ]

资料图片

    “长期以来,世界能源发展过度依赖化石能源,导致资源紧张、气候变化、环境污染等问题日益突出,严重威胁人类生存发展,形势十分严峻。应对挑战,需要统筹把握经济发展全球化、资源配置全球化和环境影响全球化的新特征,推动世界能源走上安全、清洁、高效、可持续的发展道路。” ——摘自《全球能源互联网》

    在人类历史上,每一次对能源利用的变迁都伴随着生产力的巨大飞跃和人类文明的重大进步。当前,新一轮能源变革正在兴起,加快建立安全可靠、经济高效、清洁环保的现代能源供应体系是世界各国共同的战略目标。全球能源互联网正是一个基于全球能源观,试图打造一个保障全球清洁能源高效开发、让人人享有可靠能源供应平台的构想。

    发挥清洁的能量

    能源是人类活动的重要物质基础,是社会运转的动力。自工业化以来,人类对能源的攫取力度急剧加大,其中化石能源的开发和消耗最为严重。随着全球能源生产消费的持续增长,能源安全、环境污染、气候变化等问题日益凸显。根据联合国政府间气侯变化委员会第五次评估,当前世界如不立即采取措施,控制对化石能源的消耗和全球碳排放,到本世纪末,全球的地表升温较之工业革命前将会超过 4度,气温的升高将导致冰川融化,沿海城市面临被淹没。面对严峻挑战,建立在化石能源基础上的能源生产和消费方式亟待转变。

    在化石能源过度消耗的同时,可再生能源,这个自然界予以人类的能量宝藏,还有巨大的空间等待着人们开发。全球可再生能源资源丰富,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,远远超过人类社会全部能源需求。以清洁能源替代化石能源,将从根本上解决人类能源供应面临的资源约束和环境约束,“清洁替代”,是未来全球能源发展的必然趋势。

    这样的趋势在近年来的发展中愈发明显。自 2008年国际金融危机以来,全球经济遭遇重创,世界各国都在寻找新的经济增长点,发展新能源产业已经成为美国、欧洲等国家经济走出衰退的共同选择。国家电网公司总经济师张启平说:“目前欧美发达国家都在积极寻求化石能源替代品,如欧洲在积极开发风电、太阳能,加拿大大规模开发水电,其电源侧基本上全部都是水电。”中国科学院电工研究所副所长许洪华告诉记者,美国、欧盟等国家和地区已出台高比例可再生能源研究报告,“预计在2050年,欧盟和美国可再生能源消费比例将达到80%~100%。高比例的可再生能源利用,是未来发展的大趋势。”

    但即便如此,全球对可再生能源的开发量仍然十分有限,从资源分布来看,可再生能源的富集地区往往远离负荷中心,比如北极,比如赤道。北极圈及其周边地区风能资源和赤道及附近地区太阳能资源十分丰富,北极地区风能资源技术可开发量约 1000亿千瓦,约占陆上风能资源 20%。赤道附近地区所处纬度低、太阳直射多,太阳能开发潜力占全球总量 30%以上,是未来太阳能大规模集中开发和利用的重点区域。

    但风能或太阳能不可能直接进行输送和贸易,清洁能源资源与能源消费的逆向分布导致了冰雪世界和沙漠荒地中的巨大财富尚未得到开发。如何利用这些远离负荷中心的优质能源?《全球能源互联网》一书对这一难题给出了答案:将远离负荷中心的可再生能源转化为电力进行资源配置。工业和信息化部产业政策司司长冯飞说,“要解决清洁能源的可输送性和可贸易性,需要通过发电,在可再生能源资源富集地区发展供电。”原电力部部长史大桢表示,要实现全球清洁能源的大规模开发利用,必须解决清洁电能在全球范围优化配置的关键性难题。世界能源向清洁化发展,决定了电力在未来全球能源配置中处于十分重要的位置,正如书中所说,绝大部分清洁能源只有转化为电能才能够高效利用,而电能作为优质、清洁、高效的二次能源,能够替代绝大多数能源需求,是未来最重要的终端能源。因此,实施以清洁替代和电能替代为主要内容的“两个替代”是世界能源可持续发展的重要方向。

    全球能源互联网是实施“两个替代”的关键。全球能源互联网将由跨国跨洲骨干网架和涵盖各国各电压等级电网的国家泛在智能电网构成,连接“一极一道”和各洲大型能源基地,适应各种分布式电源接入需要,能够将风能、太阳能、海洋能等可再生能源输送到各类用户,是服务范围广、配置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的全球能源配置平台。华北电力大学校长刘吉臻表示,能源领域中的石油、天然气已经实现了全球资源的配置,电力的全球配置却因为技术等方面的制约而尚未实现,全球能源互联网的构想具有很强的时代特征,它将为世界经济发展提供更安全、更经济、更清洁、可持续的能源。

    打造全球能源配置平台

    构建全球能源互联网,需依托先进的特高压输电和智能电网技术。

    近年来,随着可再生能源大规模开发,人们对可再生能源即发即用、就地平衡的发展观念已逐渐改变,可再生能源资源在电网大范围内进行平衡消纳是未来利用的趋势。特高压能够远距离、大容量地传输电力,有效实现可再生能源在全球范围内的高效开发与合理配置。在全球能源互联网的构想下,北极的风能和赤道太阳能资源将转化为电能,通过特高压输电技术送至各大洲负荷中心,与各洲大型能源基地和分布式电源相互支撑,提供更安全、更可靠的清洁能源供应。

    目前,特高压输电技术在中国已走过了研究、实验、工程试验阶段,多项特高压工程投入运行并效果良好。电气与电子工程师学会电力和能源协会执行总监帕特里克·瑞安说:“中国是世界特高压输电创建和部署的领导者,特高压交直流示范项目在中国已经分别安全稳定运行超过六年和四年半。”其中国家电网公司已有3项1000千伏特高压交流工程和4项±800千伏特高压直流工程投入商业运行,“国家电网公司的特高压工程全面验证了特高压输电的可能性、先进性、安全性、经济性和环境友好性。”史大桢说。这足以显示,凭借成熟的技术,特高压骨干网架的构建,将成为联接现在与未来的物理基础。

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