全球超級電網計劃的起步

Desertec項目：該項目在2009年首先由德國公司領頭的財團提出，旨在開發地中海和世界上其他沙漠區域的太陽能，再通過HVDC傳輸到人口密集的負荷中心。

Medgrid項目：類似于Desertec項目，該項目呼吁在北非開發20GW太陽能電站，其中5GW電能將傳輸到歐洲。Medgrid電網將成為歐洲超級電網的骨干。

中國超級電網項目：為了將北方的太陽能和風能，以及南方的水能傳輸到東南部城市，中國已經安裝了世界上規模最大的高壓交直流網絡。現在正在建設13到20條新的HVDC線路繼續擴張電網規模。

Gobitec項目：同樣以Desertec項目為模板，Gobitec項目將在戈壁沙漠開發風能和太陽能，并通過HVDC網絡將電能從北部的伊爾庫茨克(俄羅斯)傳輸到南部的上海(中國)和首爾(韓國)，以及東部的東京(日本)。

東南亞超級電網項目：該項目是通過建設海底HVDC電纜從澳大利亞北部海岸沿著印度尼西亞群島，連接到菲律賓、馬來西亞、中南半島和中國，目的是將澳大利亞北部豐富的太陽能傳輸到東南亞國家。

亞洲超級電網項目：該項目將在中國、日本、韓國和蒙古，甚至可能包括俄羅斯之間建立電網連接，以便更自由地在各國之間進行電力交易。日本軟銀的總裁孫正義是該項目堅定的支持者。

北歐電網項目：到2030年，北歐的風力和水力發電預計將大幅增長。雖然許多北歐國家的電網之間已經實現互聯，但北歐的電網還需進一步發展，以便向歐洲其他國家傳輸富余的電能。

北海海上電網項目：類似于北歐電網項目，計劃開發北海和波羅的海的風能并傳輸到其他地方。

Icelink項目：該項目是一個60年前就萌發的想法，通過蘇格蘭將冰島的電網與歐洲的電網相連。歐洲越來越高的電價以及更高的可再生能源目標，使得該項目越來越有吸引力。

巴西超級電網項目：為了充分利用內陸的水資源，巴西正在建設的超級電網，包括高壓交流輸電線路和600kV的直流輸電線路，其中還包括沿著長達2385公里長馬德拉河(RioMadeira)的世界上最長的輸電線路。

氫-電能源超級網絡項目：設想中的氫-電能源超級網絡將是一個橫跨整個大洲的地下HVDC傳輸網絡，其能量來源將是以氫為燃料的先進核反應堆。由超導電纜制成的傳輸線路將在輸電的同時傳輸氫能以冷卻導線。氫能還將在白天提供能源儲備來平衡能量消耗高峰。多余的氫能可以在當地的電力市場出售或用于其它商業用途。

大西洋風能互聯項目：該項目的輸電線路橫跨新澤西州和佛吉尼亞州(位于美國的中大西洋地區)，通過海上輸電線路連接由聯邦政府指定的風能開發區域的風電場。

我們應該從哪里開始建設全球超級電網?顯然，在電網技術，尤其是HVDC的發展和部署已經處于世界領先地位的中國作為超級電網的建設起點，將是一個不錯的選擇。中國已經開始開發其北部非常豐富的太陽能和風能資源，以及南部豐富的水能資源。為了將約1300GW的電能傳輸到東部和南部的人口和工業中心，中國已經建設了全世界規模最大的HVAC和HVDC電網，并計劃在未來五年建造13到20條特高壓直流輸電線路(UHVDC，800-1100kV)。這些項目的投資金額十分巨大：2014年中國對此類項目的投資額達到了650億美元，預計未來五年的資金投入規模會繼續維持在這一高位。國際能源署(IEA)估計，到2040年中國需要花費超過4萬億美元徹底改變電力傳輸和配送的方式。中國電力科學研究院的負責可再生能源和智能電網技術的副院長姚良忠說，他的團隊正在研究連接中國、歐洲、中東和北非的洲際輸電網的可行性。

歐洲是另一個全球電網建設可能的起點。自2008年以來，歐洲委員會(European Commission)一直在呼吁建設泛歐洲超級電網計劃。該計劃由代表34個歐洲國家的41個電網運營商的歐洲電力傳輸系統運營商(European Networkof Transmission System Operatorsfor Electricity，ENTSO-E)牽頭。

泛歐洲超級電網計劃是建設一個連接歐洲國家與包括哈薩克斯坦、北非和土耳其在內的周邊地區的HVDC網絡。德國卡塞爾大學的GregorCzish研究發現，基于泛歐洲超級電網，歐洲大部分的能源需求可以由風力發電提供，只需部署少量的生物質發電作為補充。一個名叫超級電網聯盟(Friends of the Supergrid)的工業團體也一直在呼吁推動實現這一雄心勃勃的計劃所需要的技術、監管和融資業務。

Siemens French Connection：最近竣工的法國與西班牙之間的HVDC互聯線路使得兩國之間的電能傳輸容量達到了原來的兩倍，線路兩端都有圖中所示的換流站，將高壓的交流電轉為直流電，也可以將直流轉為交流電。

到目前為止，歐洲許多關鍵的HVDC線路的互聯已經基本完成或者已經達到計劃中較晚期的階段，包括能源豐富的德國北部和能源匱乏的德國南部電網的連接(該項目金額達100億歐元)，還有兩個連接德國和挪威、挪威和丹麥的HVDC線路，以及新近竣工的法國和西班牙的互聯線路。

可以確定的是，全球超級電網的建設還需要相當多的基礎設施：據筆者的估計，根據規劃中的項目和某些地區所假定的冗余程度，大約需要10萬公里的HVDC線路和115座電能換流站。其中，有幾個換流站是“超級換流站”，例如新墨西哥州Tres Amigas項目中的換流站。Tres Amigas項目計劃連接北美的三個主要電網(西部電網、東部電網和德克薩斯州電網)，還提供一些富余電能儲存容量。全球電網需要將全球任何地方的相似的區域性電網相連接。(見“全球超級電網計劃的起步”，列出了亞洲、歐洲以及其它地方所提出的超級電網計劃)

目前，全球超級電網面臨的最大障礙是如何籌集資金。由于項目的宏大規模和復雜程度，很難針對需要的資金給出一個確定的數字，但超級電網的支持者認為其帶來的收益將遠超過成本支出。2013年，在RenewableEnergy雜志上由Spyros Chatzivasileiadis，Damien Ernst，以及Gran Andersson發表的一篇文章，回顧了超級電網的已有研究以及已經竣工的各個工程，評估了建造一條5500公里(該長度足夠連接紐約和葡萄牙的波爾圖)，800kV，3GW海底HVDC電纜所需要的代價。(目前，800kV電壓等級的海底電纜還無法實現商業化)。該文的作者們總結到：電纜本身將花費大約115萬歐元/公里～180萬歐元/公里，兩個終端的換流器將花費3億歐元。假定傳輸中的電能損失為3%，電纜的服役年限是40年，研究者們估計通過該電纜傳輸的電能價格在0。0166-0。0251歐元/千瓦時(0。0189-0。0286美元/千瓦時)之間。相對應的，美國居民支付的輸電價格約為0。011美元/千瓦時(不含發電成本)。由于運營商能夠從最便宜的地方購電，因此由HVDC輸送的電能價格要比當前的電能價格低很多。

世界各國組織和資助建設全球超級電網的前提是各國對可再生能源(或核能)的態度達成共識。如果對溫室氣體排放征稅能夠達成全球性的共識，將會給向零碳能源轉型提供金融激勵，從而加速推進全球超級電網的建設。超級電網建設的起步階段將主要依賴于政府資助，而一旦這個階段完成之后，碳稅將幫助吸引更多的私人投資者。

除了財政之外，政府和電網運營商間需建立相應的電能自由交易的規則。通過一個統一的電能批發市場，或者分割成多個區域性市場，超級電網的運營會更有效率。

此外，還需考慮如何更好地將現有的電網和未來的超級電網進行融合。如前文所述，中國和歐洲都在規劃HVDC輸電網絡，但美國的輸電規劃很大程度上依然是州等級的規劃，部分原因是各個州控制著土地使用并監管著私營的電力公用事業企業。超級電網連接點位置的選擇、如何部署HVDC網絡，電壓等級、使用架空電纜還是海底電纜系統等技術的選擇或項目的組織，都需要反復推敲才能確定。

最后還需注意的一點是，全球超級電網能夠安全、可靠和穩定的運行還需要各參與方在決定輸電線路、換流站和發電機參數的一些技術規格上達成一致。

必須承認，全球超級電網的建設需要投入大量的資金，也肯定會需要幾十年的時間才能完成。但這種全球性的互聯合作已經在國際運輸和電信行業有成功的先例，另一方面，比起什么都不做或繼續嚴重依賴化石能源為主的、低效的、互相隔離的電網，全球超級電網付出的代價顯然更少。