從“全球”視角構建能源互聯網 全面實施“兩個替代”
2015年9月26日,習近平在紐約出席聯合國發展峰會并發表講話,表示“中國倡議探討構建全球能源互聯網,推動以清潔和綠色方式滿足全球電力需求”,將能源電力領域國際合作納入中國全球發展戰略之中,至此,全球能源互聯網理念步入新的發展階段,將在未來給各國經濟發展,世界能源新格局形成以及地區穩定繁榮等方面帶來的積極作用。
1.全球能源互聯網基本內容
全球能源互聯網是以特高壓電網為骨干網架(通道),以輸送清潔電力為主導,全球泛在互聯的堅強智能電網。它由跨國、跨洲骨干網架和涵蓋各電壓等級電網(輸電網及配電網)的國家泛在智能電網構成,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要求,能夠將風能、太陽能及海洋能等可再生能源輸送到各類用戶,是服務范圍廣、配置能力強、安全可靠性高和綠色低碳的全球能源配置平臺。
構建全球能源互聯網,是以更加開放的全球視角綜合解決能源可持續發展的根本方案。
2.能源社會可持續發展所面臨的問題
人類經濟和社會發展正面臨能源供應短缺、環境污染和氣候變化的三大挑戰。首先,世界能源結構長期以化石能源為主,能源消費總量持續攀升,資源分布嚴重不均,且與負荷中心呈逆向分布。全球化石能源資源剩余探明可采儲量約合標準煤1.2萬億噸。其中煤炭、石油和天然氣預計可開發年限分別為113年,53年和55 年。其次,大量化石能源在開采、運輸、使用的各環節對水質、土壤、大氣等造成越來越嚴重的污染和破壞。歷史上各國工業發展階段都造成了不同程度的環境破壞,目前以中國為代表的發展中國家也正飽受環境污染之苦,灰霾、酸雨等頻發,中國較發達地區每年的霧霾天數已超過60天。最后,化石能源燃燒產生的二氧化碳占全球溫室氣體排放的57%,是導致全球變暖的主要因素。工業革命以來,全球溫度已升高了約0.85°c,而人類對化石能源的依賴仍日益嚴重,如不采取行動,到本世紀末全球溫升將超過4°c,從而導致冰川融化,海平面上升及物種滅絕等災難性后果。
3.解決上述問題的手段
世界能源發展趨勢與資源稟賦特征決定了以清潔替代和電能替代為主要內容的“兩個替代”是世界能源可持續發展的重要方向和解決當前面臨的全球能源問題的主要手段。在能源開發上,以清潔能源替代化石能源,能源結構將實現從化石能源為主、清潔能源為輔,向清潔能源為主、化石能源為輔的根本性轉變。在能源消費上,以電能替代煤炭、石油、天然氣等化石能源的直接消費,提高電能在終端能源消費中的比重。
從總量上看,清潔能源年理論開放量遠高于化石能源的剩余總量,完全足以滿足人類社會發展的需要。全球太陽能資源潛力超過15萬萬億千瓦時/年,各大洲技術可開發量居前三位的國家儲量合計超過1100萬億千瓦時/年。風電資源潛力超過2000萬億千瓦時/年,各大洲資源富集地區的技術可開發量超過400萬億千瓦時/年。清潔能源每年替代240億噸標準煤,減排二氧化碳670億噸、二氧化硫5.8億噸。2050年,全球能源碳排放115億噸/年,僅為2013年的33%和2009年的50%。
4. 實施全球化的“兩個替代”
全球能源互聯網搭建全球能源資源布局優化的配置通道以及國家資源優勢向經濟優勢的轉化通道,在全球范圍內高效實施“兩個替代”。
(1)全球主要清潔能源基地與負荷中心分布
全球清潔能源分布不均衡,“一極一道”及各大洲清潔能源基地資源富集,構建全球能源互聯網能夠滿足清潔能源大規模開發、大范圍配置的需要。風能資源分布主要集中在北極、亞洲中部及北部、歐洲北部、北美中部、非洲東部及各洲近海地區。技術可開發量1000億千瓦,預計送出電量規模可達3萬億千瓦˙時/年。太陽能資源分布主要集中在北非、東非、中東、大洋洲、中南美洲等赤道附近地區,理論可開發量總計達每年56萬億千瓦時,電量外送規模可達9萬億千瓦時/年。北極地區風電、赤道地區太陽能發電量合計占總發電量的16%左右。
(2)國家和地區間電力互聯互通現狀及規劃
伴隨著清潔能源發展,世界主要國家和地區都在研究制定龐大的電網升級改造規劃,部分地區已初步實現互聯,具備了構建全球能源互聯網的實踐基礎。世界各國都在加快電網互聯進程,互聯規模不斷擴大,主要有亞洲超級電網計劃、歐洲超級電網計劃、沙漠太陽能計劃、北美grid 2030計劃、南部非洲、海灣地區、南美洲安第斯山脈能源電力走廊計劃等地區性電網互聯構想。澳大利亞研究機構設想向亞洲輸電。
(3)全球聯網的網架結構及其發展
綜合考慮全球能源分布、清潔能源發展、能源供需、能源輸送等因素,全球能源互聯網發展可以劃分為三個階段:第一階段,到2020年,在全球形成共識,各國加快國內電網聯網;第二階段,到2030年,推進洲內跨國電網互聯,先后形成亞洲、歐洲、北美洲、南美洲、非洲互聯電網,啟動北極風電、赤道太陽能等大型清潔能源基地及電力外送通道建設;第三階段,到2050年,推進非洲-歐洲、亞洲-歐洲、亞洲-非洲、亞洲-北美洲、北美洲-南美洲、大洋洲-亞洲聯網等跨洲特高壓骨干網架建設,基本建成全球能源互聯網,實現全球風能、太陽能全面開發,實現全球資源配置。
(4)全球能源互聯網綜合效益
預計到2050年,全球一次能源需求將達到300億噸標準煤,其中清潔能源將占到80%,成為主導,主要轉化為電力使用。全球非化石能源發電量將達到66萬億千瓦時,占全部發電量的90%。其中,分布式可再生能源發電約為15%,成為大電網電源的有益補充。
全球終端能源結構中,電力已經成為僅次于石油的第二大能源消費品種。2030年以前,電能占終端用能比重提高較緩慢。2030后,技術發展推動電能替代加速,電能占比迅速攀升。預計到2050年,終端能源總量為148億噸標煤,其中電力終端能源消耗為77億噸標煤,占比52.2%。剔除非能源利用的化石能源,電力占工業部門終端用能的比重達到60%~70%。oecd國家終端能源消費以油氣和電力為主。非oecd國家,在2030年以前,電能主要替代煤炭和生物質等非商品能,部分替代油氣消費增量;2030年以后,電能逐步加快對油氣的替代。
此外,隨著全球能源互聯網建設的進一步推進,國際能源合作將持續提速,從而滿足不同國家多元化的發展訴求,形成緊密的全球利益共同體,維持地區間的穩定與繁榮。
結語
近年來,我國政府提出了能源革命、“一帶一路”、工業制造2025等一系列國家發展戰略,旨在促進我國進一步對外開放,參與全球事務,實現優勢互補和互利共贏。國家電網公司掌握特高壓輸電等電力前沿技術、并擁有豐富特高壓工程實踐經驗。在這種形勢下,積極推進全球能源互聯網形成全球共識,加速實施“兩個替代”,構建全球能源互聯網,有利于落實各項國家戰略、促進產業升級發展,把握全球能源互聯網發展面臨的重大機遇。
責任編輯:售電小陳
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