国家电网：步入能源互联时代 构筑能源发展新格局

       导读：国家电网：步入能源互联时代 构筑能源发展新格局。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。
参考：《中国新能源汽车电池行业市场调研及未来五年前景预测报告》
       “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。
       可再生能源发电具有间歇性、波动性等特点，能量的骤然变化将引起电流的巨大波动，严重影响电网安全运行。“在一个光伏发电站，一片云彩的突然出现能够在一分钟之间将电站发电效率从100%下降到10%。”许洪华说。坚强智能电网是解决这一难题的技术保障，“从已有的成果来看，电网的智能调度与控制手段能够将风力发电与光伏发电按一定比例进行配置，并配置适当容量的储能，同时进行人为干预调节，即可变随机为可调，使风、光联合输出功率过程更能满足用电负荷的需要。在未来全球能源互联网中，坚强智能电网能够是各类新能源并网的可靠依托。”华北电力大学经济与管理学院教授曾鸣说。同时，为了更加安全可靠地将清洁能源发电送至负荷中心，还需加快各国泛在智能电网建设。国家泛在智能电网是全球能源互联网的基本组成单位，广泛连接国内能源基地、各类分布式电源和负荷中心，并与周边国家的能源互联互通，承接全球能源互联网跨国跨洲配置的清洁能源。随着人类社会对能源的充足、可靠、清洁、便捷供应要求的不断提升，智能电网在向泛在网络的方向不断发展。泛在的属性让用户能够享受灵活供电的同时，还能获得更丰富多元、打破时间和空间局限性的服务内容。
       全球电网互联，则是全球能源互联网的核心内容。电网发展具有规模效应，大电网互联是全球电网的发展趋势。目前，世界各国都在加快电网互联进程，互联规模不断扩大。北美互联电网、欧洲互联电网便是重要的实践基础。除此之外，南部非洲、海湾地区也在逐步实现电网互联。自2013以来，我国实行“一带一路”发展战略，促进我国与俄罗斯、哈萨克斯坦、土库曼斯坦等邻国在能源领域的广泛深入合作，书中指出，在电力方面，中国积极开展跨国输电工程实践，建成了由俄罗斯向中国送电的3条交流线路和1条直流线路、由吉尔吉斯斯坦送电的2条交流线路以及我国向蒙古国送电的4条交流线路等。未来，我国还将继续加强与周边国家的电力联网。全球联网趋势已然显现，构建全球能源互联网具备了基本的实践基础。
       构筑能源发展新格局
       如果将时光的指针拨向2050年，在全球能源互联网基本建成的历史节点上观望世界，会有怎样的新气象呈现在我们眼前？书中为我们描绘了令人向往的美好图景。
       全球能源互联网的构建，将构筑能源发展新格局，激发经济增长新活力，创造社会美好生活，开启人类文明新篇章，它将全面、深刻地改变全世界。
       在全球能源互联网的支撑下，可再生能源将成为未来世界的主导能源，风能、太阳能所发电力将通过全球能源互联网输送到全球各类用户，来自大自然的财富将被人类充分利用。随着技术进步和环保要求的提高，并依托全球能源互联网，太阳能、风力发电成本也将明显低于化石能源发电成本，世界能源可实现低成本、充足供给。到2050年，全球每年可生产出66万亿千瓦时的清洁电能，这一数字比2010年增长近10倍，特高压和智能电网技术让能源互联网覆盖世界每一个角落，能源供给不再有盲区和空白，充沛的电能将照亮整个世界。
       除了提供清洁、充足、可靠的电能，全球能源互联网还将创造出巨大的生产力，它史无前例地让经济发展的各种基本要素在全球范围内聚集和配置，促进了投资、金融、生产、技术、信息、商品、服务以及人力资本的全球化，为全球经济注入强大动力，世界经济发展方式将再一次转型升级，世界各国在全球化进程中将广泛受益。正如国网湖北省电力公司总经理尹正民认为，构建全球能源互联网将全面加强国际合作，破除各种政策壁垒，建立相互依存、互信互利的组织机构，建立高效的运行机制和市场机制，将世界各地的清洁能源输送到各类用户，实现各国政府、企业、社会和用户的广泛参与和合作多赢，保证全球能源安全和可靠供应，推动经济社会协调可持续发展。在全球能源互联网的带动下，新能源、新材料、智能装备、电动汽车、新一代信息产业焕发生机，带来生产方式和组织结构的深刻变革，从而使国家竞争力的基础和全球产业竞争格局发生彻底重构，催生新一轮工业革命，并带动商业模式的创新。
       伴随着能源新格局的构筑和经济活力的增强，人类的生产生活和自然生态环境亦被深刻影响和改变，它将让人人享受智能生活，个性需求得到充分满足，依托全球能源互联网，成千上万个工作岗位可以从工厂和办公室转移到家中，广大劳动者将逐渐从制造业、农业、流通、社会服务和家务劳动等方面的直接劳动、重复性劳动中解脱，从而有精力从事自己喜爱的创造性劳动。它还将实现生态可持续发展，让浓重的雾霾散去，让世界呈现出它碧水蓝天的本来面目。新加坡能源副总裁郑月宝说，“构建全球能源互联网为全球人民持续提升生活水平的意愿带来了希望。”
       如果更进一步、更深一层地思考全球能源互联网将带给世界的意义和价值，可以发现，作为21世纪深刻影响人类生产活动的重大创新，全球能源互联网还有助于培育生态文明理念，提高人的理性认知和思想境界，推进人类文明持续进步。人类物质财富的富足和福利生活的改善，使得未来世界无论是政治、环境还是人与人之间，都将更文明，并从根本上实现人与自然的和谐，实现人类文明转型升级。
       面对全球能源互联网提供的美好前景，业界许多人士殷殷期盼它的建成，史大桢说，“全球能源互联网既利于当前又利于长远，对世界能源可持续发展能够发挥全局性、战略性引领作用，符合全人类的共同利益。相信通过各方面的共同努力，全球能源互联网是能够建成的，期待着这一天的早日到来。”