在人類(lèi)歷史上，每一次對能源利用的變遷都伴隨著(zhù)生產(chǎn)力的巨大飛躍和人類(lèi)文明的重大進(jìn)步。當前，新一輪能源變革正在興起，加快建立安全可靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保的現代能源供應體系是世界各國共同的戰略目標。全球能源互聯(lián)網(wǎng)正是一個(gè)基于全球能源觀(guān)，試圖打造一個(gè)保障全球清潔能源高效開(kāi)發(fā)、讓人人享有可靠能源供應平臺的構想。
發(fā)揮清潔的能量
能源是人類(lèi)活動(dòng)的重要物質(zhì)基礎，是社會(huì )運轉的動(dòng)力。自工業(yè)化以來(lái)，人類(lèi)對能源的攫取力度急劇加大，其中化石能源的開(kāi)發(fā)和消耗最為嚴重。隨著(zhù)全球能源生產(chǎn)消費的持續增長(cháng)，能源安全、環(huán)境污染、氣候變化等問(wèn)題日益凸顯。根據聯(lián)合國政府間氣侯變化委員會(huì )第五次評估，當前世界如不立即采取措施，控制對化石能源的消耗和全球碳排放，到本世紀末，全球的地表升溫較之工業(yè)革命前將會(huì )超過(guò) 4度，氣溫的升高將導致冰川融化，沿海城市面臨被淹沒(méi)。面對嚴峻挑戰，建立在化石能源基礎上的能源生產(chǎn)和消費方式亟待轉變。
在化石能源過(guò)度消耗的同時(shí)，可再生能源，這個(gè)自然界予以人類(lèi)的能量寶藏，還有巨大的空間等待著(zhù)人們開(kāi)發(fā)。全球可再生能源資源豐富，水能資源超過(guò) 100億千瓦，陸地風(fēng)能資源超過(guò) 1萬(wàn)億千瓦，太陽(yáng)能資源超過(guò)100萬(wàn)億千瓦，遠遠超過(guò)人類(lèi)社會(huì )全部能源需求。以清潔能源替代化石能源，將從根本上解決人類(lèi)能源供應面臨的資源約束和環(huán)境約束，“清潔替代”，是未來(lái)全球能源發(fā)展的必然趨勢。
這樣的趨勢在近年來(lái)的發(fā)展中愈發(fā)明顯。自 2008年國際金融危機以來(lái)，全球經(jīng)濟遭遇重創(chuàng )，世界各國都在尋找新的經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)，發(fā)展新能源產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為美國、歐洲等國家經(jīng)濟走出衰退的共同選擇。國家電網(wǎng)公司總經(jīng)濟師張啟平說(shuō)：“目前歐美發(fā)達國家都在積極尋求化石能源替代品，如歐洲在積極開(kāi)發(fā)風(fēng)電、太陽(yáng)能，加拿大大規模開(kāi)發(fā)水電，其電源側基本上全部都是水電。”中國科學(xué)院電工研究所副所長(cháng)許洪華告訴記者，美國、歐盟等國家和地區已出臺高比例可再生能源研究報告，“預計在2050年，歐盟和美國可再生能源消費比例將達到80%~100%。高比例的可再生能源利用，是未來(lái)發(fā)展的大趨勢。”
但即便如此，全球對可再生能源的開(kāi)發(fā)量仍然十分有限，從資源分布來(lái)看，可再生能源的富集地區往往遠離負荷中心，比如北極，比如赤道。北極圈及其周邊地區風(fēng)能資源和赤道及附近地區太陽(yáng)能資源十分豐富，北極地區風(fēng)能資源技術(shù)可開(kāi)發(fā)量約 1000億千瓦，約占陸上風(fēng)能資源 20%。赤道附近地區所處緯度低、太陽(yáng)直射多，太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)潛力占全球總量 30%以上，是未來(lái)太陽(yáng)能大規模集中開(kāi)發(fā)和利用的重點(diǎn)區域。
但風(fēng)能或太陽(yáng)能不可能直接進(jìn)行輸送和貿易，清潔能源資源與能源消費的逆向分布導致了冰雪世界和沙漠荒地中的巨大財富尚未得到開(kāi)發(fā)。如何利用這些遠離負荷中心的優(yōu)質(zhì)能源？《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》一書(shū)對這一難題給出了答案：將遠離負荷中心的可再生能源轉化為電力進(jìn)行資源配置。工業(yè)和信息化部產(chǎn)業(yè)政策司司長(cháng)馮飛說(shuō)，“要解決清潔能源的可輸送性和可貿易性，需要通過(guò)發(fā)電，在可再生能源資源富集地區發(fā)展供電。”原電力部部長(cháng)史大楨表示，要實(shí)現全球清潔能源的大規模開(kāi)發(fā)利用，必須解決清潔電能在全球范圍優(yōu)化配置的關(guān)鍵性難題。世界能源向清潔化發(fā)展，決定了電力在未來(lái)全球能源配置中處于十分重要的位置，正如書(shū)中所說(shuō)，絕大部分清潔能源只有轉化為電能才能夠高效利用，而電能作為優(yōu)質(zhì)、清潔、高效的二次能源，能夠替代絕大多數能源需求，是未來(lái)最重要的終端能源。因此，實(shí)施以清潔替代和電能替代為主要內容的“兩個(gè)替代”是世界能源可持續發(fā)展的重要方向。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)施“兩個(gè)替代”的關(guān)鍵。全球能源互聯(lián)網(wǎng)將由跨國跨洲骨干網(wǎng)架和涵蓋各國各電壓等級電網(wǎng)的國家泛在智能電網(wǎng)構成，連接“一極一道”和各洲大型能源基地，適應各種分布式電源接入需要，能夠將風(fēng)能、太陽(yáng)能、海洋能等可再生能源輸送到各類(lèi)用戶(hù)，是服務(wù)范圍廣、配置能力強、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置平臺。華北電力大學(xué)校長(cháng)劉吉臻表示，能源領(lǐng)域中的石油、天然氣已經(jīng)實(shí)現了全球資源的配置，電力的全球配置卻因為技術(shù)等方面的制約而尚未實(shí)現，全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構想具有很強的時(shí)代特征，它將為世界經(jīng)濟發(fā)展提供更安全、更經(jīng)濟、更清潔、可持續的能源。
打造全球能源配置平臺
構建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，需依托先進(jìn)的特高壓輸電和智能電網(wǎng)技術(shù)。
近年來(lái)，隨著(zhù)可再生能源大規模開(kāi)發(fā)，人們對可再生能源即發(fā)即用、就地平衡的發(fā)展觀(guān)念已逐漸改變，可再生能源資源在電網(wǎng)大范圍內進(jìn)行平衡消納是未來(lái)利用的趨勢。特高壓能夠遠距離、大容量地傳輸電力，有效實(shí)現可再生能源在全球范圍內的高效開(kāi)發(fā)與合理配置。在全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構想下，北極的風(fēng)能和赤道太陽(yáng)能資源將轉化為電能，通過(guò)特高壓輸電技術(shù)送至各大洲負荷中心，與各洲大型能源基地和分布式電源相互支撐，提供更安全、更可靠的清潔能源供應。
目前，特高壓輸電技術(shù)在中國已走過(guò)了研究、實(shí)驗、工程試驗階段，多項特高壓工程投入運行并效果良好。電氣與電子工程師學(xué)會(huì )電力和能源協(xié)會(huì )執行總監帕特里克?瑞安說(shuō)：“中國是世界特高壓輸電創(chuàng )建和部署的領(lǐng)導者，特高壓交直流示范項目在中國已經(jīng)分別安全穩定運行超過(guò)六年和四年半。”其中國家電網(wǎng)公司已有3項1000千伏特高壓交流工程和4項±800千伏特高壓直流工程投入商業(yè)運行，“國家電網(wǎng)公司的特高壓工程全面驗證了特高壓輸電的可能性、先進(jìn)性、安全性、經(jīng)濟性和環(huán)境友好性。”史大楨說(shuō)。這足以顯示，憑借成熟的技術(shù)，特高壓骨干網(wǎng)架的構建，將成為聯(lián)接現在與未來(lái)的物理基礎。
可再生能源發(fā)電具有間歇性、波動(dòng)性等特點(diǎn)，能量的驟然變化將引起電流的巨大波動(dòng)，嚴重影響電網(wǎng)安全運行。“在一個(gè)光伏發(fā)電站，一片云彩的突然出現能夠在一分鐘之間將電站發(fā)電效率從 100%下降到10%。”許洪華說(shuō)。堅強智能電網(wǎng)是解決這一難題的技術(shù)保障，“從已有的成果來(lái)看，電網(wǎng)的智能調度與控制手段能夠將風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電按一定比例進(jìn)行配置，并配置適當容量的儲能，同時(shí)進(jìn)行人為干預調節，即可變隨機為可調，使風(fēng)、光聯(lián)合輸出功率過(guò)程更能滿(mǎn)足用電負荷的需要。在未來(lái)全球能源互聯(lián)網(wǎng)中，堅強智能電網(wǎng)能夠是各類(lèi)新能源并網(wǎng)的可靠依托。”華北電力大學(xué)經(jīng)濟與管理學(xué)院教授曾鳴說(shuō)。同時(shí)，為了更加安全可靠地將清潔能源發(fā)電送至負荷中心，還需加快各國泛在智能電網(wǎng)建設。國家泛在智能電網(wǎng)是全球能源互聯(lián)網(wǎng)的基本組成單位，廣泛連接國內能源基地、各類(lèi)分布式電源和負荷中心，并與周邊國家的能源互聯(lián)互通，承接全球能源互聯(lián)網(wǎng)跨國跨洲配置的清潔能源。隨著(zhù)人類(lèi)社會(huì )對能源的充足、可靠、清潔、便捷供應要求的不斷提升，智能電網(wǎng)在向泛在網(wǎng)絡(luò )的方向不斷發(fā)展。泛在的屬性讓用戶(hù)能夠享受靈活供電的同時(shí)，還能獲得更豐富多元、打破時(shí)間和空間局限性的服務(wù)內容。
全球電網(wǎng)互聯(lián)，則是全球能源互聯(lián)網(wǎng)的核心內容。電網(wǎng)發(fā)展具有規模效應，大電網(wǎng)互聯(lián)是全球電網(wǎng)的發(fā)展趨勢。目前，世界各國都在加快電網(wǎng)互聯(lián)進(jìn)程，互聯(lián)規模不斷擴大。北美互聯(lián)電網(wǎng)、歐洲互聯(lián)電網(wǎng)便是重要的實(shí)踐基礎。除此之外，南部非洲、海灣地區也在逐步實(shí)現電網(wǎng)互聯(lián)。自2013以來(lái)，我國實(shí)行“一帶一路”發(fā)展戰略，促進(jìn)我國與俄羅斯、哈薩克斯坦、土庫曼斯坦等鄰國在能源領(lǐng)域的廣泛深入合作 ，書(shū)中指出，在電力方面，中國積極開(kāi)展跨國輸電工程實(shí)踐，建成了由俄羅斯向中國送電的 3條交流線(xiàn)路和 1條直流線(xiàn)路、由吉爾吉斯斯坦送電的 2條交流線(xiàn)路以及我國向蒙古國送電的4條交流線(xiàn)路等。未來(lái)，我國還將繼續加強與周邊國家的電力聯(lián)網(wǎng)。全球聯(lián)網(wǎng)趨勢已然顯現，構建全球能源互聯(lián)網(wǎng)具備了基本的實(shí)踐基礎。
構筑能源發(fā)展新格局
如果將時(shí)光的指針撥向2050年，在全球能源互聯(lián)網(wǎng)基本建成的歷史節點(diǎn)上觀(guān)望世界，會(huì )有怎樣的新氣象呈現在我們眼前？書(shū)中為我們描繪了令人向往的美好圖景。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構建，將構筑能源發(fā)展新格局，激發(fā)經(jīng)濟增長(cháng)新活力，創(chuàng )造社會(huì )美好生活，開(kāi)啟人類(lèi)文明新篇章，它將全面、深刻地改變全世界。
在全球能源互聯(lián)網(wǎng)的支撐下，可再生能源將成為未來(lái)世界的主導能源，風(fēng)能、太陽(yáng)能所發(fā)電力將通過(guò)全球能源互聯(lián)網(wǎng)輸送到全球各類(lèi)用戶(hù)，來(lái)自大自然的財富將被人類(lèi)充分利用。隨著(zhù)技術(shù)進(jìn)步和環(huán)保要求的提高，并依托全球能源互聯(lián)網(wǎng)，太陽(yáng)能、風(fēng)力發(fā)電成本也將明顯低于化石能源發(fā)電成本，世界能源可實(shí)現低成本、充足供給。到2050年，全球每年可生產(chǎn)出66萬(wàn)億千瓦時(shí)的清潔電能，這一數字比2010年增長(cháng)近 10倍，特高壓和智能電網(wǎng)技術(shù)讓能源互聯(lián)網(wǎng)覆蓋世界每一個(gè)角落，能源供給不再有盲區和空白，充沛的電能將照亮整個(gè)世界。
除了提供清潔、充足、可靠的電能，全球能源互聯(lián)網(wǎng)還將創(chuàng )造出巨大的生產(chǎn)力，它史無(wú)前例地讓經(jīng)濟發(fā)展的各種基本要素在全球范圍內聚集和配置，促進(jìn)了投資、金融、生產(chǎn)、技術(shù)、信息、商品、服務(wù)以及人力資本的全球化，為全球經(jīng)濟注入強大動(dòng)力，世界經(jīng)濟發(fā)展方式將再一次轉型升級，世界各國在全球化進(jìn)程中將廣泛受益。正如國網(wǎng)湖北省電力公司總經(jīng)理尹正民認為，構建全球能源互聯(lián)網(wǎng)將全面加強國際合作，破除各種政策壁壘，建立相互依存、互信互利的組織機構，建立高效的運行機制和市場(chǎng)機制，將世界各地的清潔能源輸送到各類(lèi)用戶(hù)，實(shí)現各國政府、企業(yè)、社會(huì )和用戶(hù)的廣泛參與和合作多贏(yíng)，保證全球能源安全和可靠供應，推動(dòng)經(jīng)濟社會(huì )協(xié)調可持續發(fā)展。在全球能源互聯(lián)網(wǎng)的帶動(dòng)下，新能源、新材料、智能裝備、電動(dòng)汽車(chē)、新一代信息產(chǎn)業(yè)煥發(fā)生機，帶來(lái)生產(chǎn)方式和組織結構的深刻變革，從而使國家競爭力的基礎和全球產(chǎn)業(yè)競爭格局發(fā)生徹底重構，催生新一輪工業(yè)革命，并帶動(dòng)商業(yè)模式的創(chuàng )新。
伴隨著(zhù)能源新格局的構筑和經(jīng)濟活力的增強，人類(lèi)的生產(chǎn)生活和自然生態(tài)環(huán)境亦被深刻影響和改變，它將讓人人享受智能生活，個(gè)性需求得到充分滿(mǎn)足，依托全球能源互聯(lián)網(wǎng)，成千上萬(wàn)個(gè)工作崗位可以從工廠(chǎng)和辦公室轉移到家中，廣大勞動(dòng)者將逐漸從制造業(yè)、農業(yè)、流通、社會(huì )服務(wù)和家務(wù)勞動(dòng)等方面的直接勞動(dòng)、重復性勞動(dòng)中解脫，從而有精力從事自己喜愛(ài)的創(chuàng )造性勞動(dòng)。它還將實(shí)現生態(tài)可持續發(fā)展，讓濃重的霧霾散去，讓世界呈現出它碧水藍天的本來(lái)面目。新加坡能源副總裁鄭月寶說(shuō)，“構建全球能源互聯(lián)網(wǎng)為全球人民持續提升生活水平的意愿帶來(lái)了希望。”
如果更進(jìn)一步、更深一層地思考全球能源互聯(lián)網(wǎng)將帶給世界的意義和價(jià)值，可以發(fā)現，作為 21世紀深刻影響人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的重大創(chuàng )新，全球能源互聯(lián)網(wǎng)還有助于培育生態(tài)文明理念，提高人的理性認知和思想境界，推進(jìn)人類(lèi)文明持續進(jìn)步。人類(lèi)物質(zhì)財富的富足和福利生活的改善，使得未來(lái)世界無(wú)論是政 治、環(huán)境還是人與人之間，都將更文明，并從根本上實(shí)現人與自然的和諧，實(shí)現人類(lèi)文明轉型升級。
面對全球能源互聯(lián)網(wǎng)提供的美好前景，業(yè)界許多人士殷殷期盼它的建成，史大楨說(shuō)，“全球能源互聯(lián)網(wǎng)既利于當前又利于長(cháng)遠，對世界能源可持續發(fā)展能夠發(fā)揮全局性、戰略性引領(lǐng)作用，符合全人類(lèi)的共同利益。相信通過(guò)各方面的共同努力，全球能源互聯(lián)網(wǎng)是能夠建成的，期待著(zhù)這一天的早日到來(lái)。”
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