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从“全球”视角构建能源互联网 全面实施“两个替代”

   2015-11-05 英大网 1520
核心提示:2015年9月26日,习近平在纽约出席联合国发展峰会并发表讲话,表示中国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,将

2015年9月26日,习近平在纽约出席联合国发展峰会并发表讲话,表示“中国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”,将能源电力领域国际合作纳入中国全球发展战略之中,至此,全球能源互联网理念步入新的发展阶段,将在未来给各国经济发展,世界能源新格局形成以及地区稳定繁荣等方面带来的积极作用。

1.全球能源互联网基本内容

全球能源互联网是以特高压电网为骨干网架(通道),以输送清洁电力为主导,全球泛在互联的坚强智能电网。它由跨国、跨洲骨干网架和涵盖各电压等级电网(输电网及配电网)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要求,能够将风能、太阳能及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、安全可靠性高和绿色低碳的全球能源配置平台。

构建全球能源互联网,是以更加开放的全球视角综合解决能源可持续发展的根本方案。

2.能源社会可持续发展所面临的问题

人类经济和社会发展正面临能源供应短缺、环境污染和气候变化的三大挑战。首先,世界能源结构长期以化石能源为主,能源消费总量持续攀升,资源分布严重不均,且与负荷中心呈逆向分布。全球化石能源资源剩余探明可采储量约合标准煤1.2万亿吨。其中煤炭、石油和天然气预计可开发年限分别为113年,53年和55年。其次,大量化石能源在开采、运输、使用的各环节对水质、土壤、大气等造成越来越严重的污染和破坏。历史上各国工业发展阶段都造成了不同程度的环境破坏,目前以中国为代表的发展中国家也正饱受环境污染之苦,灰霾、酸雨等频发,中国较发达地区每年的雾霾天数已超过60天。最后,化石能源燃烧产生的二氧化碳占全球温室气体排放的57%,是导致全球变暖的主要因素。工业革命以来,全球温度已升高了约0.85°C,而人类对化石能源的依赖仍日益严重,如不采取行动,到本世纪末全球温升将超过4°C,从而导致冰川融化,海平面上升及物种灭绝等灾难性后果。

3.解决上述问题的手段

世界能源发展趋势与资源禀赋特征决定了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和解决当前面临的全球能源问题的主要手段。在能源开发上,以清洁能源替代化石能源,能源结构将实现从化石能源为主、清洁能源为辅,向清洁能源为主、化石能源为辅的根本性转变。在能源消费上,以电能替代煤炭、石油、天然气等化石能源的直接消费,提高电能在终端能源消费中的比重。

从总量上看,清洁能源年理论开放量远高于化石能源的剩余总量,完全足以满足人类社会发展的需要。全球太阳能资源潜力超过15万万亿千瓦时/年,各大洲技术可开发量居前三位的国家储量合计超过1100万亿千瓦时/年。风电资源潜力超过2000万亿千瓦时/年,各大洲资源富集地区的技术可开发量超过400万亿千瓦时/年。清洁能源每年替代240亿吨标准煤,减排二氧化碳670亿吨、二氧化硫5.8亿吨。2050年,全球能源碳排放115亿吨/年,仅为2013年的33%和2009年的50%。

4. 实施全球化的“两个替代”

全球能源互联网搭建全球能源资源布局优化的配置通道以及国家资源优势向经济优势的转化通道,在全球范围内高效实施“两个替代”。

(1)全球主要清洁能源基地与负荷中心分布

全球清洁能源分布不均衡,“一极一道”及各大洲清洁能源基地资源富集,构建全球能源互联网能够满足清洁能源大规模开发、大范围配置的需要。风能资源分布主要集中在北极、亚洲中部及北部、欧洲北部、北美中部、非洲东部及各洲近海地区。技术可开发量1000亿千瓦,预计送出电量规模可达3万亿千瓦˙时/年。太阳能资源分布主要集中在北非、东非、中东、大洋洲、中南美洲等赤道附近地区,理论可开发量总计达每年56万亿千瓦时,电量外送规模可达9万亿千瓦时/年。北极地区风电、赤道地区太阳能发电量合计占总发电量的16%左右。

(2)国家和地区间电力互联互通现状及规划

伴随着清洁能源发展,世界主要国家和地区都在研究制定庞大的电网升级改造规划,部分地区已初步实现互联,具备了构建全球能源互联网的实践基础。世界各国都在加快电网互联进程,互联规模不断扩大,主要有亚洲超级电网计划、欧洲超级电网计划、沙漠太阳能计划、北美Grid 2030计划、南部非洲、海湾地区、南美洲安第斯山脉能源电力走廊计划等地区性电网互联构想。澳大利亚研究机构设想向亚洲输电。

(3)全球联网的网架结构及其发展

综合考虑全球能源分布、清洁能源发展、能源供需、能源输送等因素,全球能源互联网发展可以划分为三个阶段:第一阶段,到2020年,在全球形成共识,各国加快国内电网联网;第二阶段,到2030年,推进洲内跨国电网互联,先后形成亚洲、欧洲、北美洲、南美洲、非洲互联电网,启动北极风电、赤道太阳能等大型清洁能源基地及电力外送通道建设;第三阶段,到2050年,推进非洲-欧洲、亚洲-欧洲、亚洲-非洲、亚洲-北美洲、北美洲-南美洲、大洋洲-亚洲联网等跨洲特高压骨干网架建设,基本建成全球能源互联网,实现全球风能、太阳能全面开发,实现全球资源配置。

(4)全球能源互联网综合效益

预计到2050年,全球一次能源需求将达到300亿吨标准煤,其中清洁能源将占到80%,成为主导,主要转化为电力使用。全球非化石能源发电量将达到66万亿千瓦时,占全部发电量的90%。其中,分布式可再生能源发电约为15%,成为大电网电源的有益补充。

全球终端能源结构中,电力已经成为仅次于石油的第二大能源消费品种。2030年以前,电能占终端用能比重提高较缓慢。2030后,技术发展推动电能替代加速,电能占比迅速攀升。预计到2050年,终端能源总量为148亿吨标煤,其中电力终端能源消耗为77亿吨标煤,占比52.2%。剔除非能源利用的化石能源,电力占工业部门终端用能的比重达到60%~70%。OECD国家终端能源消费以油气和电力为主。非OECD国家,在2030年以前,电能主要替代煤炭和生物质等非商品能,部分替代油气消费增量;2030年以后,电能逐步加快对油气的替代。

此外,随着全球能源互联网建设的进一步推进,国际能源合作将持续提速,从而满足不同国家多元化的发展诉求,形成紧密的全球利益共同体,维持地区间的稳定与繁荣。

结语

近年来,我国政府提出了能源革命、“一带一路”、工业制造2025等一系列国家发展战略,旨在促进我国进一步对外开放,参与全球事务,实现优势互补和互利共赢。国家电网公司掌握特高压输电等电力前沿技术、并拥有丰富特高压工程实践经验。在这种形势下,积极推进全球能源互联网形成全球共识,加速实施“两个替代”,构建全球能源互联网,有利于落实各项国家战略、促进产业升级发展,把握全球能源互联网发展面临的重大机遇。

 
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