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能源互联网:构建能源产业现代体系

来源:光明日报 作者:鲁元珍 2018-10-23 10:47:06

网络现金赌博 www.klmgyh.com 安徽铜陵:疆电外送特高压安徽段加紧建设。光明图片/视觉中国

  通过互联网技术与可再生能源相融合,将全球的电力网变为能源共享网络,高效输送至千高万户,使亿万人能够在家中、办公室、工厂与他人共享可持续能源——破解全球资源匮乏、环境污染、清洁能源分布不均等难题,构建全球能源互联网成为科学有效的务实之举。

  2015年9月,习近平主席在联合国发展峰会上提出“中国倡议探讨构建全球能源互联网”,得到了各方高度赞誉和积极响应。2017年,习近平主席在“一带一路”国际合作高峰论坛上指出“要抓住新一轮能源结构调整和能源技术变革趋势,建设全球能源互联网,实现绿色低碳发展”。当前全球能源互联网建设取得哪些进展?未来又将如何改变能源产业结构?如何通过创新推动全球能源互联网的建设?业内专家进行了深入解读。

  1 全球能源互联网突破能源发展时空约束

  【数据】


  开发格陵兰岛1/4面积的风能,或开发撒哈拉沙漠7.7%面积的太阳能,就可满足未来全球用电需求——数据显示,全球清洁能源开发潜力超过100万亿千瓦,仅开发万分之五就能满足人类能源需求。

  全球来看,清洁能源发电的经济性正在快速提升,以风电和光伏为代表的清洁能源正日益凸显其成本优势:目前墨西哥、沙特等地区部分电力成本仅为2美分到3美分;中东和南美等地区2020年前后投产的光伏、风电项目国际中标价格已低至每千瓦时2美分左右;而在中国、欧洲、美国、日本等地区,电价水平目前依然居高不下。以德国为例,根据德国能源与水务协会发布的最新数据,2018年德国居民平均电价为29.42欧分/千瓦时。

  面对全球气候变化、环境污染、资源匮乏等日趋严峻的挑战,迫切需要通过清洁发展减少人类对化石能源的大量消耗和严重依赖,解决之道就在于构建全球能源互联网,实现清洁替代和电能替代。

  全球能源互联网发展合作组织主席、中国电力企业联合会理事长刘振亚指出,全球清洁能源资源分布不均,资源富集地区大多远离能源消费中心,需要就地转化为电能,实现远距离输送和大范围配置,将某一区域廉价的清洁能源输送到其他能源消耗地区。而实现这一目标的路径就是构建全球能源互联网,即以特高压电网为骨干网架、全球互联的坚强智能电网,实质是“特高压电网+智能电网+清洁能源”。

  “比如中国和欧洲的时差是六七个小时,和美国是十个小时,他们睡觉的时候是我们用电最多的时候。在全球优化配置资源,能大大突破能源发展的时空约束,大幅提升清洁能源的发展规模、质量和进度?!绷跽裱潜硎?,与目前发展路径相比,构建全球能源互联网能够将清洁能源年均增长速度提高5倍。

  根据《全球能源互联网发展战略白皮书》,构建全球能源互联网能够拉动世界投资规模超过50万亿美元,将有力带动高端装备制造、新能源、新材料、电动汽车等新兴产业发展,同时获得巨大的时区差、季节差、电价差效益,各国各洲电网或将实现互联互通。

  中国在能源互联网建设上实践多年,也取得了显著的成果。数据显示,目前中国的水电、风电、太阳能发电的装机分别达到了3.4亿千瓦、1.6亿千瓦和1.3亿千瓦,均居世界第一,形成了西电东送、北电南供的能源大通道,西电东送规模接近2.3亿千瓦,有力支撑了能源转型发展。国家能源局监管总监李冶在日前召开的东北亚东南亚能源互联网发展论坛上介绍,我国积极推动能源的清洁替代,绿色多元能源供应体系已经逐步形成,能源消费清洁低碳化成效显著,当前电能占终端能源消费的比重达到了21.3%,比2000年提高了12个百分点。

  “总体看来,中国能源互联网建设有力推动了中国国家能源清洁低碳发展,增强了国家能源保障能力。未来我国将继续支持构建能源互联网,形成西电东送、北电南送、水火互进、风光互补、跨国互联的电力能源发展格局,实现能源高效配置和电力的可靠供应?!崩钜敝赋?。

  2 以创新技术变革传统用能方式

  【案例】

  我国通过实施创新驱动,能源技术装备不断取得突破,特高压电阻及成套设备达到了国际领先水平,建成了代表世界水平的国家风光示范工程,风电单机容量和利用效率持续提升,光伏发电效率不断提高,互联网、大数据、云计算、人工智能与能源深度融合,智能化水平显著提升。

  创新技术的发展让全球能源互联网的构建成为可能,特别是特高压技术的重大突破,改变了传统能源产业的模式。

  专家表示,过去电力输送几百公里就已是很大距离,但现在能达到几千公里,输送能力达到1200万千瓦以上。全球信息通信互联网的组建技术也有了重大创新,有了大容量的宽带、光缆。据统计,目前全球有260多条海底光缆。

  专家认为,当前建设全球能源互联网的条件已经具备:一是资源充足。全球清洁能源开发潜力超过100万亿千瓦,目前仅开发万分之五;二是技术可行。特高压输电技术先进成熟,具有输电距离远、容量大、效率高、占地省、安全性好等显著优势,清洁能源发电技术不断进步,智能电网技术广泛应用;三是经济性好,清洁能源发电经济性快速提升,预计到2025年光伏和陆上风电竞争力将全面超过化石能源。

  互联网与能源不断融合,能源技术的不断突破,改变了能源产业格局,改变了传统用能方式。在全球能源互联网发展过程中,也存在诸多挑战,比如地缘政治、清洁能源对传统能源的替代、产业协同、基础设施建设等。俄罗斯科学院能源建模中心主任安德烈·霍尔舍夫表示,在能源互联互通工程的推动过程中,毫无疑问会出现很多的问题,比如能源安全、如何减少能源的依赖性等,这需要各国从国家层面进行统一规划,并采取必要的措施,建立相应的机制,以保障每个参与国家的利益。

  “具体来说,比如是否需要保留超级电网的容量,它的成本将是多少,怎样来进行分配,电力系统将如何适应大量的间歇性可再生能源发电的现状,是否需要大量的储能,是否需要各层级的超级电网的调度,这又会对国家层面的调度系统带来怎样的挑战等等,挑战很多,但相信只要我们各国携手,一定能够解决上述问题,实现更加安全和清洁的未来?!卑驳铝摇せ舳岱蛑赋?。

  全球能源互联网作为宏大的系统创新工程,需要众多领域的科研创新,高校、研究机构、企业都发挥了重要作用。

  近日,全球能源互联网大学联盟正式成立,汇聚了国内外知名高校,将围绕全球能源互联网发展关键问题进行调研和学术研讨,聚焦清洁能源转换、配置、使用等领域新技术组织开展研究攻关,推动全球能源互联网创新发展。

  中国电力建设集团有限公司研发建设了全球可再生能源储量评估前景分析与规划平台,构建全球可再生能源数据库,在此基础上开展全球水能、风能、太阳能可再生能源储量评估市场前景预测与宏观规划服务。

  “研究创新平台,要聚焦清洁能源转换配置使用等领域的新技术,组织国内外高校、联盟成员和专家学者开展研究攻关,加快关键技术、装备标准的创先突破,支撑全球能源互联网的健康快速发展?!绷跽裱侵赋?。

  3 推动构建全球能源互联互通体系

  【规划】


  按照全球能源互联网发展合作组织的规划,建设全球能源互联网,将按照国内互联、洲内互联、全球互联三个阶段推进,总的思路是:坚持绿色低碳和可持续发展理念,以“能源开发实施清洁替代、能源消费实施电能替代”为方向,依托特高压和智能电网等先进技术,加快建设跨国跨洲骨干网架,形成“九横九纵”电力大通道。

  据悉,“九横九纵”骨干网架总长度超过18万公里,覆盖全球100多个国家、80%的人口和90%的经济总量,将实现清洁能源全球优化配置,保障世界能源安全和永续供应。

  为推动全球能源互联网加快发展,全球能源互联网合作组织对100多个国家的经济社会能源资源、电力供需等开展了深入的研究,发布了全球能源互联网骨干网架发展指数、标准体系、规划研究等十几项创新成果,并将形成系统的规划图和行动路线图,全面支撑全球能源互联网建设。

  以东北亚地区为例,长期以来,该地区面临着能源需求增长旺盛,能源供给形势严峻、化石能源比重过高、跨国输电能力不足等矛盾,不能满足清洁能源大规??⒑退统龅男枰?。刘振亚表示,必须加快东北亚清洁能源开发,构建东北亚能源互联网,形成西电东送、北电南供、多能互补的发展格局。蒙古总统办公厅能源专家比央巴赛克汗认为,由于地缘的关系,东亚各国能源合作已经在更低的经济成本上形成,而现今的技术也有助于实现连通性。

  “一带一路”能源互联互通无疑是全球能源互联网的重要组成部分?!耙淮宦贰毖叵吖仪褰嗄茉醋试捶岣?,电网升级改造潜力巨大。加快构建“一带一路”沿线能源互联网建设,有利于推进相关国家的能源转型,有效促进清洁能源发展和利用,并将资源优势转化为经济优势,为沿线国家经济发展注入强大动能。据统计,未来五年,“一带一路”对基础设施投资的需求将超过10万亿美元,其中电力投资需求将达到1.5万亿美元。

  《全球能源互联网骨干网架研究》预计,到2050年能源互联网建设总投资将达到38万亿美元,其中电网投资将达到11万亿美元,骨干网架3900亿美元。这样就把各国分散的电网整合为全球的大市场,推动电力、装备、信息、金融等方面的合作,推动电力贸易成为世界能源贸易的主要形式,从而将资源优势转化为经济优势,促进经济的全球化。

  据介绍,能源跨国互联工程正在加紧推动。2017年12月,全球能源互联网发展合作组织与中国国家电网有限公司、韩国电力公社共同签署中-韩联网工程合作协议,三方同意在蒙-中-韩-日项目框架下首期推动中-韩联网工程,开展进一步研究,协调推动项目有关工作。今年3月,中缅孟电力互联互通部长级会议在缅甸内比都召开,中国、缅甸、孟加拉国三国决定成立联合工作组,开展中缅孟联网工程可行性研究。

  李冶对共商共建全球能源互联网提出三点倡议:一是加强政策沟通,促进各国政府及其他各有关方面的沟通交流,增进互信,加强合作,共同制定全球能源互联网发展相关的战略规划和政策机制,推动形成全球能源治理新格局。二是开展技术互通,深化技术合作,实现优势互补,联合开展基础理论、关键技术和核心装备的攻关,加快制定全球能源互联网技术标准体系。三是推动设施连通,推动“一带一路”国际能源合作,加快实施一批条件成熟、效益显著的清洁能源开发和电力互联互通项目,提高互联水平和输送规模。
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