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首页 > 杂志目录 > 《绿色中国》(B)2022年第3期 > 构建全球能源互联网 推动我国能源绿色转型
构建全球能源互联网 推动我国能源绿色转型
作者:耿国彪 来源:绿色中国 时间:2022-05-25 16:00:57 浏览:417
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文 摄 本刊记者 耿国彪

纵观全球,能源低碳转型已经成为大多数国家的战略选择,中国实施低碳发展和能源革命的国家战略既是统筹国内国际两个大局的战略举措,也是立足自身可持续发展和生态文明建设的战略选择。2015年9月26日,习近平主席在纽约举行的联合国发展峰会上倡议,探讨构建全球能源互联网,推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求。这是推动当前新常态下中国经济社会发展转型、破除生态环境承载力过载僵局、建立绿色低碳安全高效现代能源体系的重要抓手,更是中国全面建成小康社会和建设现代化国家战略目标的客观要求。中国提出全球能源互联网的倡议,对本国和国际社会探索未来发展新模式都意义重大。

世界需要能源互联网

当前,化石能源大量开发利用引起资源紧张、环境污染等全球性难题,传统的能源发展方式已经难以为继。全球能源互联网是以智能电网为基础,以特高压电网为骨干网架(通道)、以输送清洁能源为主导、全球互联泛在的坚强智能电网。能源互联网的建立可以进一步促进“两个替代”,在能源开发上实施清洁替代,由清洁能源逐步取代化石能源;在能源消费上实施电能替代,有效解决化石能源污染问题。如果到2050年,全球能源互联网基本建成,清洁能源将占一次能源消费总量的80%,每年可替代约240亿吨标准煤的化石能源,减排二氧化碳670亿吨、二氧化硫5.8亿吨,有效促进全球能源行业安全、清洁、高效发展。

据测算,全球水能资源超过50亿千瓦,陆地风能、太阳能资源分别超过1万亿千瓦、100万亿千瓦,仅仅开发万分之五的清洁能源,即可满足全人类的能源需求。同时,全球能源互联网还能基于各大洲时间差、南北半球季节差,有效利用各大洲电力负荷的互补性,进行跨洲峰谷调节,全面优化配置全球范围内的可再生能源。全球多个国家对此高度关注,国家电网公司已与俄罗斯、哈萨克斯坦能源企业签订协议,与美国国家可再生能源实验室等国际科研机构开展合作,共同推进全球能源互联网战略落地。

目前世界已形成北美、欧洲、俄罗斯-波罗的海三个特大型互联电网。欧洲超级电网、东北亚互联电网、北非向欧洲输电的“沙漠计划”等互联计划正在积极推进。印度、巴西都在加快建设特高压工程。包括柔性输电、智能变电站、智能电表等智能电网技术已经成熟并加快应用。

特高压电网是世界上最先进的输电技术,也是构建全球能源互联网的关键。目前,我国已全面掌握了特高压交、直流输电核心技术及关键设备制造能力,建成“三交四直”7条特高压线路并保持安全运行,特高压交流试验示范工程获得国家科技进步特等奖。国家电网公司成功中标巴西美丽山水电特高压直流送出项目,推动特高压技术“走出去”。特高压标准成为国际标准,实现了“中国创造”和“中国引领”。从技术上来说,构建全球能源互联网已经具备较好的基础条件。

根据国际能源署预计,2020年风电和太阳能发电成本均可降至0.35元/千瓦时。美国阿贡实验室正在研发的储能电池,有望在未来5年能量密度提升到目前的5倍,成本降低到目前的1/5。清洁能源的经济性和竞争力有望在2020年左右超过化石能源。依托全球能源互联网,大规模、高效率开发利用各类清洁能源,能够让人人享有充足、清洁、廉价、高效、便捷的能源供应,为经济社会发展提供不竭动力。全球能源互联网与物联网、互联网等深度融合,将带动新能源、新材料、智能制造、电动汽车等战略性新兴产业创新发展。

世界能源发展呈现低碳、高效、大范围配置的总体趋势,世界电网发展遵循电压等级由低到高、互联范围由小到大、配置能力由弱到强的客观规律。随着技术进步,2020年左右,风电、太阳能发电成本竞争力有望超过化石能源,全球能源互联网将进入快速发展期。

中国同样需要能源互联

在实施低碳发展和能源革命的国家战略推动下,可再生能源迎来发展的最好时期。2015年,在能源和电力需求总体疲软的情况下,可再生能源发电总装机达到4.8亿千瓦左右,水电、风电、光伏发电装机分别达到3.2亿千瓦、1.2亿千瓦、4300万千瓦左右。

在高速发展情况下,低碳能源也面临隐忧。2015年我国宏观经济增速下滑,全社会用电量55500亿千瓦时,同比增长仅0.5%,能源生产总量、煤炭消费量同比都出现下降,部分地区甚至出现大幅下降,6000千瓦以上的火电厂发电设备平均利率用小时数再创新低,反映出在中国经济“新常态”下,高耗能工业需求乏力对煤炭等传统能源产业的影响。2015年煤炭经济下滑愈发严重,火电等常规能源面临缩量转型等诸多问题,对新能源的挤压更为突出,全国多地弃风弃光比例再创新高,危及新能源企业的效益水平,使新能源投资的可持续增长面临挑战。

近年,我国新能源并网装机保持快速增长趋势,并网风电、光伏装机容量均位于全球首位,然而,在保持持续增长的形势下,新能源消纳难仍是影响新能源健康持续发展的一个主要问题。构建全球能源互联网,将加强各国电网互联互通,实现全球清洁能源大规模优化配置有望形成全球风电、太阳能发电呈现出大基地式开发、大范围消纳与分布式开发、就地利用并行发展的态势。清洁能源具有随机性、间歇性特征,具备大规模开发条件的清洁能源一般远离负荷中心,只有在更大范围优化配置才能解决大规模开发、高比例接入电网所带来的消纳问题,才能够实现清洁能源的跨国甚至跨洲配置,充分发挥清洁能源的作用。

我国的能源资源和用能需求呈现逆向分布,80%以上的煤炭、水能、风能和太阳能资源分布在西部和北部地区,70%以上的能源消费集中在东中部地区。以江苏为例,2014年,全省能源消费总量3.2亿吨标煤,省内生产的一次能源不足3000万吨标煤,预计到2020年全省能源消费需求将达到4.1亿吨标煤,迫切需要建设特高压电网,引入更大规模区外来电。加快建成中国能源互联网,继而全面推进全球能源互联网建设,正是实现能源大范围优化配置的最佳技术方案,将有效保障能源安全可持续供应。

全球能源互联网是覆盖全球的能源基础设施,投资需求大、产业链长、带动力强,对经济增长具有强劲的拉动作用,将不断催生新技术、新业态和新产业,是未来实体经济发展的新生力量,将为经济发展创造新需求、开辟新领域、提供新机遇。预计2017~2030年,特高压交直流总投资2.22万亿元,10千伏~750千伏配套电网投资4.5万亿元,西部地区清洁能源开发总投资5.6万亿元,合计投资12.4万亿元。每年可拉动GDP增长约0.6个百分点;提供就业岗位140万个左右。

中国是世界第一大能源消费国和排放国。构建全球能源互联网,是应对全球气候变化的根本途径。构建全球能源互联网,以清洁和绿色方式满足全球能源需求,到2050年全球发电装机达到350亿千瓦,其中清洁能源装机占90%,每年提供清洁电力66万亿千瓦时,相当于替代240亿吨标准煤的化石能源。届时,全球二氧化碳排放可控制在115亿吨左右,仅为1990年的一半左右,能够保证实现全球温升控制在2℃以内的目标。在国内率先构建能源互联网,将能够有效解决我国自身的环境污染和气候变化问题,并在推动《巴黎协定》的实施和每五年进行一次的自主减排行动审查中赢得主动。

我国是人口大国、经济大国,也是碳排放大国。习近平主席在出席巴黎气候大会时提出,2030年我国单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降60%-65%,非化石能源占一次能源消费比重达到20%左右,树立了负责任的大国形象。要顺利实现我国自主减排贡献目标并不容易,需要大规模的能源结构调整、大幅度降低煤炭消费比重,同时在松散、多样的全球气候减排框架下,积极谋求构建国际能源供应体系新格局。

构建全球能源互联网,推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求,有望从根本上解决全球气候变化问题。