能源互聯(lián) 未來藍圖
在3月28日舉行的2018全球能源互聯(lián)網(wǎng)大會上,全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織主席、中國電力企業(yè)聯(lián)合會理事長、瑞典皇家工程科學(xué)院院士劉振亞表示,構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)頂層設(shè)計已經(jīng)完成,技術(shù)裝備不斷突破,加快發(fā)展的條件已經(jīng)具備。
據(jù)了解,合作組織對全球一百多個國家的經(jīng)濟社會、能源資源、電力供需等開展深入研究,提出全球能源互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)架規(guī)劃,以骨干網(wǎng)架為重點,加快全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè),總體分三個階段實施,最終形成覆蓋五大洲的“九橫九縱”能源大動脈。
當(dāng)日首次發(fā)布的《全球能源互聯(lián)網(wǎng)骨干網(wǎng)架研究》預(yù)計,2018~2050年全球能源互聯(lián)網(wǎng)總投資約38萬億美元,其中電源投資27萬億美元,電網(wǎng)投資11萬億美元。至2050年,骨干網(wǎng)架新增輸電線路長度17.7萬千米,累計投資3900億美元。
破繭而出
能源和空氣、水、糧食一樣,都是人類生存必需的基本資源。到目前,地球雖然已經(jīng)誕生了46億年,但是大規(guī)模開發(fā)使用化石能源不足300年,卻已經(jīng)面臨資源緊張、環(huán)境污染、氣候變化三大嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
“聯(lián)合國將支持和推動把構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)作為加快能源轉(zhuǎn)型、實現(xiàn)清潔發(fā)展、應(yīng)對氣候變化的重要解決方案。”聯(lián)合國副秘書長吳紅波在3月30日開幕的2016全球能源互聯(lián)網(wǎng)大會上明確表示,通過全球能源互聯(lián)網(wǎng),可在滿足世界能源需求,提供充足可持續(xù)能源的情況下,實現(xiàn)可再生能源的充分利用,最終實現(xiàn)“人人享有可持續(xù)能源”的目標(biāo)。
最初,“能源互聯(lián)網(wǎng)”的愿景是由美國著名學(xué)者杰里米˙里夫金在其新著——《第三次工業(yè)革命》(2011)一書中首先提出的。由于化石燃料的逐漸枯竭及其造成的環(huán)境污染問題,在第二次工業(yè)革命中奠定的基于化石燃料大規(guī)模利用的工業(yè)模式正在走向終結(jié)。里夫金預(yù)言,以新能源技術(shù)和信息技術(shù)的深入結(jié)合為特征的一種新的能源利用體系,即“能源互聯(lián)網(wǎng)”即將出現(xiàn)。
里夫金提出的能源互聯(lián)網(wǎng)具有以下四大特征,即:以可再生能源為主要一次能源、支持超大規(guī)模分布式發(fā)電系統(tǒng)與分布式儲能系統(tǒng)接入、基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)廣域能源共享、支持交通系統(tǒng)的電氣化。
由此可見,里夫金所倡導(dǎo)的能源互聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵主要是利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)廣域內(nèi)的電源、儲能設(shè)備與負(fù)荷的協(xié)調(diào)。之后,基于里夫金的能源互聯(lián)網(wǎng)愿景,人們對于能源互聯(lián)網(wǎng)給出了初步定義:能源互聯(lián)網(wǎng)是以電力系統(tǒng)為核心,以互聯(lián)網(wǎng)及其他前沿信息技術(shù)為基礎(chǔ),以分布式可再生能源為主要一次能源,與天然氣網(wǎng)絡(luò)、交通網(wǎng)絡(luò)等其他系統(tǒng)緊密耦合而形成的復(fù)雜多網(wǎng)流系統(tǒng)。
2014年7月,在電氣與電子工程師學(xué)會電力與能源協(xié)會2014年年會上,時任國家電網(wǎng)公司董事長劉振亞發(fā)表了署名文章《構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng),服務(wù)人類社會可持續(xù)發(fā)展》,提出只有樹立全球能源觀,構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng),統(tǒng)籌全球能源資源開發(fā)、配置和利用,才能保障能源的安全、清潔、高效和可持續(xù)供應(yīng)。
劉振亞認(rèn)為,全球能源互聯(lián)網(wǎng)是“智能電網(wǎng)+特高壓電網(wǎng)+清潔能源”的能源系統(tǒng),在這套系統(tǒng)中,智能電網(wǎng)是基礎(chǔ),特高壓電網(wǎng)是關(guān)鍵,而清潔能源則是根本。
“全球能源互聯(lián)網(wǎng)是覆蓋全球的能源基礎(chǔ)設(shè)施,涉及電源、電網(wǎng)、裝備、科研、信息等多個領(lǐng)域,投資需求大、產(chǎn)業(yè)鏈長、帶動力強。到2050年,全球能源互聯(lián)網(wǎng)累計投資額將超過50萬億美元。”北京大學(xué)教授、著名經(jīng)濟學(xué)家厲以寧指出。
穩(wěn)步推進
新世紀(jì)以來,能源、環(huán)境、氣候變化問題嚴(yán)重制約著全球可持續(xù)發(fā)展,而中國倡導(dǎo)的建設(shè)全球能源互聯(lián)網(wǎng),加快清潔能源國際共享,實現(xiàn)共同可持續(xù)發(fā)展,正在成為世界各國的共識。
據(jù)2016全球能源互聯(lián)網(wǎng)大會發(fā)布的信息顯示,通過全球能源互聯(lián)網(wǎng),從現(xiàn)在起全球清潔能源只需保持12.4%的年均增速,到2050年比重可提高到80%以上,實現(xiàn)能源永續(xù)清潔供應(yīng);到2050年全球二氧化碳排放控制在115億噸左右,僅為20世紀(jì)90年代初排放水平的一半,可以實現(xiàn)全球溫度上升控制在2攝氏度以內(nèi)。
2016年3月30日,中國、日本、韓國、俄羅斯電網(wǎng)公司共同簽署了《東北亞電力聯(lián)網(wǎng)合作備忘錄》。東北亞聯(lián)網(wǎng)將把蒙古、我國東北和華北以及俄羅斯遠東地區(qū)的可再生能源基地與我國華北、日韓等負(fù)荷中心連接起來,實現(xiàn)地區(qū)可再生能源的大規(guī)模開發(fā)利用。同時,為加強國際合作,全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織同日揭牌成立,首批會員80家,來自亞洲、歐洲、非洲、美洲和大洋洲等五大洲國家,標(biāo)志著全球能源互聯(lián)網(wǎng)進入全面發(fā)展的新階段。隨后在次日舉行的2016全球能源互聯(lián)網(wǎng)大會閉幕式上,《全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作宣言》發(fā)布,提出了加強合作發(fā)展的8點倡議。
與此同時,2016年國家發(fā)展改革委與國家能源局出臺了《關(guān)于推進“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見》,從政策上對能源互聯(lián)網(wǎng)的各項工作進行有序推進。
革命戰(zhàn)略(2016~2030)》,描繪了中國未來能源發(fā)展的總體藍圖,建設(shè)“網(wǎng)、源、荷、儲”協(xié)同發(fā)展,集成互補的能源互聯(lián)網(wǎng)。
同時,加快構(gòu)建清潔能源低碳體系。到2017年底中國水電、核電、風(fēng)電、天然氣等清潔能源消費量占能源消費總量的比重已經(jīng)達到20.8%,比上年同比提高1.3個百分點,其中風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機規(guī)模接近3億千瓦,占總發(fā)電裝機比重的16.5%。
李樸民表示,下一步將會同有關(guān)方面繼續(xù)深度推進能源革命,促進全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè),實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展。首先,持續(xù)深入推進能源戰(zhàn)略。深化2035、2050能源發(fā)展若干重大問題建設(shè),開展農(nóng)村能源革命行動,推動非化石能源由規(guī)模化發(fā)展向高質(zhì)量發(fā)展轉(zhuǎn)變,推進化石能源清潔高效利用,加快構(gòu)建清潔低碳安全高效的現(xiàn)代能源體系。其次,穩(wěn)步推進國內(nèi)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)。優(yōu)化油氣管網(wǎng)和電網(wǎng)的布局,加快能源互聯(lián)網(wǎng)示范項目建設(shè),研究提出相應(yīng)的配套措施,為能源互聯(lián)網(wǎng)新模式、新業(yè)態(tài)發(fā)展預(yù)留充足的空間。
困難重重
不過,前行的路并非一帆風(fēng)順。
目前看,主要存在幾個難點:
技術(shù)角度上,1000千米以外的電,必須用非常強大的電壓,譬如1000千伏或者1100千伏的特高壓才能實現(xiàn)電力的遠距離輸送。但1000千米,只相當(dāng)于上海到遼寧的距離。如果要從莫斯科到北京,或者莫斯科到芝加哥,六七千甚至上萬千米,除非未來電力超導(dǎo)技術(shù)能有突破,否則2000千伏的電壓從莫斯科送到烏魯木齊,電能可能已經(jīng)損耗完了。另外,對于信息流,大數(shù)據(jù)、云計算等能夠應(yīng)對能源互聯(lián)網(wǎng)需求的先進技術(shù),多數(shù)還在走向成熟過程中。對于能量流,能量的儲存、高效運輸技術(shù),還遠遠達不到普及能源互聯(lián)網(wǎng)所需的程度。
政治角度上,電網(wǎng)事關(guān)國家安全,要打破地緣政治阻礙,推行跨國跨洲輸電網(wǎng)絡(luò)難度巨大。能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)成本高,周期長,且洗牌效應(yīng)明顯。其節(jié)能環(huán)保的效果預(yù)期遠離很多人的生活,尤其是某些擁有雄厚技術(shù)和資本實力的西方國家。還有一些能源稟賦較好的國家,對現(xiàn)在國際社會上的節(jié)能減排努力都不溫不火,更不要提積極參與能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)這樣耗資巨大、可能削弱自己競爭力的事業(yè)了。
經(jīng)濟角度上,信息流+能量流。能源互聯(lián)網(wǎng)要同時保證兩種載荷的交錯運行,并且要求必須高效、海量,成本還要控制在可普及的程度。
路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索。
能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過程中的困難和障礙很多,但并不代表我們要停下腳步。在互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中,也有很多重要的突破是伴隨著發(fā)展逐漸展開的。只要我們積極地去推進,用需求來刺激創(chuàng)新,那滿足所求的可能性或?qū)⒆兊迷絹碓酱蟆?/p>
責(zé)任編輯:仁德財
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