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全球能源合作呼唤能源互联网

2014-09-26 07:20:59  来源:国家电网报  责任编辑:邓忠卫   我来说两句
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编者按 7月27日至31日,国家电网公司董事长、党组书记刘振亚在电气与电子工程师学会电力与能源协会2014年会发表署名文章《构建全球能源互联网,服务人类社会可持续发展》,引起与会代表的强烈反响。本网从今日起将陆续刊登专家学者对全球能源互联网的观点。

人类社会发展的历史就是一部能源发展的历史。随着能源利用从生物质能到化石能源,再到可再生能源的转变,人类文明经历了农业低碳社会到工业高碳社会的转变,正在进入以“新能源+互联网”为特征的后碳时代,积极发展能源互联网是中国应对下一次新能源革命的主要策略。

近些年,随着全球经济总量和规模日益加大,全球面临的能源资源瓶颈和生态失衡日趋严重。根据国际能源署测算,目前,煤炭在全球一次能源消费中的比重约为27%,石油为33%,天然气为21%,化石能源合计为81%。而包括水电、核电、风能、太阳能、生物质能在内的非化石能源等仅占19%,未来拓展新能源比重的空间十分巨大。

而从国内情况看,中国经济社会发展面临资源制约、环境污染、生态退化的严峻挑战,粗放的资源依赖型的发展方式已难以为继。2012年,我国一次能源总消耗已达到36.2亿吨标准煤,占全球的21%,创造了11%的GDP。单位GDP能耗是世界平均水平的2倍,是发达国家的4倍。工业行业单位能耗,如粗钢能耗、水泥综合能耗、有色金属综合能耗、炼油单位能量因数能耗、乙烯综合能耗以及火电供电煤耗等,与世界先进水平相比仍有较大差距。高能耗、高排放、低效率的发展方式导致总能耗不断上升。近10年来,我国能源消费弹性系数平均高达0.7,能源环境压力和发展瓶颈日益增大。

国际经验表明,发达国家在第一和第二次工业革命中对化石能源的过度消耗和对地球环境容量的过度占用,造成了今天世界性资源缺乏和全球生态安全以及气候变化等全球环境灾难,严重压缩了未来全球的资源供给和环境容量的空间。发展中国家不可能再沿袭发达国家以无节制地消耗地球资源和以生态环境损坏为代价的工业化模式。当前仅占全球20%的发达国家十多亿人口,其人均能源消费高达6.5吨标准煤,是发展中国家的3.8倍。在其能源消费总量基本趋于稳定的情况下,可以通过大力发展可再生能源来替代化石能源消费,改善能源结构,逐渐向可再生能源体系过渡。

在这样的背景下,世界各国积极探索能源互联网战略。2001年,美国提出名为“智能电网”的新电力能源供应系统概念,并于2003年正式展开研究。智能电网旨在构建一张全美骨干电网、区域性电网、地方电网和微型电网等多层次的电力网络,以实现自动化、高效安全、稳定可靠、可灵活应变及品质有保障的电力供应。该计划将在2030年完成。

德国宣布了全面转向可再生能源的战略目标,政府正和6个试点地区合作,研究和测试“能源互联网”:数万家德国企业和数百万户家庭将收集当地生产的可再生能源,用氢气或其他方式储存起来,通过智能电网在全国范围内共享,就像我们在互联网上共享信息一样。再加上插电式零排放交通方式等,构成了第三次工业革命的支柱。数十年的工业实力将创造数百万个就业机会,使德国成为新一轮革命的“领头羊”。全世界会紧密关注德国的这一实验,如果德国能有效推动实现一个可持续和繁荣的“无碳”欧洲,欧盟将实现重生。

2014年7月,中国国家电网公司董事长刘振亚提出了“构建全球能源互联网,服务人类社会可持续发展”的观点。他提出全球能源互联网由跨洲、跨国骨干网架和各国各电压等级电网(输电网、配电网)构成,连接“一极一道”(北极、赤道)大型能源基地,适应各种集中式、分布式电源,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,具有网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动的特征。

以全球能源互联网为主要特征的全球新型能源体系革命为中国实现跨越式发展提供了难得机遇。展望未来,可再生能源将逐步成为世界主导能源,从而走上绿色低碳的发展道路,实现由不可持续的现代工业文明向未来可持续的生态文明过渡。

一方面,全球能源互联网可以有效解决全球能源资源分布和市场需求严重失衡的问题。贸易全球化、生产全球化、金融全球化、区域经济一体化等早已渗透到能源领域,能源市场已成为全球化的市场。各国能源相互依赖加深,能源安全越来越超越消费国和生产国的界限,呈现出全球化的特征。

以石油为例,中东和俄罗斯石油产量约占全球的45%,其消费量只占13%;北美、欧洲和亚太石油产量只占全球的36%,而消费量却占76%以上。此外,全球能源市场分散,令风能、太阳能的集中规模化开发和借助特高压等技术的电力远距离输配成为必然趋势。要解决这些问题必须加快全球能源合作,实现“能源一体化”,创造一个更加一体化、充分竞争的市场以及能源合作机制。比如,建立地区性共享能源储备,构筑面向未来的,包括天然气管道建设、智能电网建设、新能源网络建设在内的能源基础设施蓝图等。

另一方面,全球能源互联网带来能源形式、生产方式、存储形式、分享机制等广泛的变革。根据世界生物能源协会预测,到2020年,30%的电力将来自绿色能源。以交通为例,到2030年,插电式电动车的充电站和氢能源燃料电动车会普及全球,并将为主电网的输电、送电提供分散式的基础设施。到2040年,75%的轻型汽车将由电驱动。能源互联网基础设施为插电式电动车、氢燃料车、家庭和工厂提供充足的电力,有望形成全新的经济模式。

因此,中国必须以发展能源互联网为契机,加快提升基础制造和能源生产能力,做好关键技术和设备的储备。

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