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行业观察丨能源互联 未来蓝图

2018-06-11 14:02:08
来源: 中国电业
分类: 行业动态
导读

在3月28日举行的2018全球能源互联网大会上,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、瑞典皇家工程科学院院士刘振亚表示,构建全球能源互联网顶层设计已经完成,技术装备不断突破,加快发展的条件已经具备。

据了解,合作组织对全球一百多个国家的经济社会、能源资源、电力供需等开展深入研究,提出全球能源互联网骨干网架规划,以骨干网架为重点,加快全球能源互联网建设,总体分三个阶段实施,最终形成覆盖五大洲的“九横九纵”能源大动脉。

当日首次发布的《全球能源互联网骨干网架研究》预计,2018~2050年全球能源互联网总投资约38万亿美元,其中电源投资27万亿美元,电网投资11万亿美元。至2050年,骨干网架新增输电线路长度17.7万千米,累计投资3900亿美元。

破茧而出

能源和空气、水、粮食一样,都是人类生存必需的基本资源。到目前,地球虽然已经诞生了46亿年,但是大规模开发使用化石能源不足300年,却已经面临资源紧张、环境污染、气候变化三大严峻挑战。

“联合国将支持和推动把构建全球能源互联网作为加快能源转型、实现清洁发展、应对气候变化的重要解决方案。”联合国副秘书长吴红波在3月30日开幕的2016全球能源互联网大会上明确表示,通过全球能源互联网,可在满足世界能源需求,提供充足可持续能源的情况下,实现可再生能源的充分利用,最终实现“人人享有可持续能源”的目标。

最初,“能源互联网”的愿景是由美国著名学者杰里米˙里夫金在其新著——《第三次工业革命》(2011)一书中首先提出的。由于化石燃料的逐渐枯竭及其造成的环境污染问题,在第二次工业革命中奠定的基于化石燃料大规模利用的工业模式正在走向终结。里夫金预言,以新能源技术和信息技术的深入结合为特征的一种新的能源利用体系,即“能源互联网”即将出现。

里夫金提出的能源互联网具有以下四大特征,即:以可再生能源为主要一次能源、支持超大规模分布式发电系统与分布式储能系统接入、基于互联网技术实现广域能源共享、支持交通系统的电气化。

由此可见,里夫金所倡导的能源互联网的内涵主要是利用互联网技术实现广域内的电源、储能设备与负荷的协调。之后,基于里夫金的能源互联网愿景,人们对于能源互联网给出了初步定义:能源互联网是以电力系统为核心,以互联网及其他前沿信息技术为基础,以分布式可再生能源为主要一次能源,与天然气网络、交通网络等其他系统紧密耦合而形成的复杂多网流系统。

2014年7月,在电气与电子工程师学会电力与能源协会2014年年会上,时任国家电网公司董事长刘振亚发表了署名文章《构建全球能源互联网,服务人类社会可持续发展》,提出只有树立全球能源观,构建全球能源互联网,统筹全球能源资源开发、配置和利用,才能保障能源的安全、清洁、高效和可持续供应。

刘振亚认为,全球能源互联网是“智能电网+特高压电网+清洁能源”的能源系统,在这套系统中,智能电网是基础,特高压电网是关键,而清洁能源则是根本。

“全球能源互联网是覆盖全球的能源基础设施,涉及电源、电网、装备、科研、信息等多个领域,投资需求大、产业链长、带动力强。到2050年,全球能源互联网累计投资额将超过50万亿美元。”北京大学教授、著名经济学家厉以宁指出。

稳步推进

新世纪以来,能源、环境、气候变化问题严重制约着全球可持续发展,而中国倡导的建设全球能源互联网,加快清洁能源国际共享,实现共同可持续发展,正在成为世界各国的共识。

据2016全球能源互联网大会发布的信息显示,通过全球能源互联网,从现在起全球清洁能源只需保持12.4%的年均增速,到2050年比重可提高到80%以上,实现能源永续清洁供应;到2050年全球二氧化碳排放控制在115亿吨左右,仅为20世纪90年代初排放水平的一半,可以实现全球温度上升控制在2摄氏度以内。

2016年3月30日,中国、日本、韩国、俄罗斯电网公司共同签署了《东北亚电力联网合作备忘录》。东北亚联网将把蒙古、我国东北和华北以及俄罗斯远东地区的可再生能源基地与我国华北、日韩等负荷中心连接起来,实现地区可再生能源的大规模开发利用。同时,为加强国际合作,全球能源互联网发展合作组织同日揭牌成立,首批会员80家,来自亚洲、欧洲、非洲、美洲和大洋洲等五大洲国家,标志着全球能源互联网进入全面发展的新阶段。随后在次日举行的2016全球能源互联网大会闭幕式上,《全球能源互联网发展合作宣言》发布,提出了加强合作发展的8点倡议。

与此同时,2016年国家发展改革委与国家能源局出台了《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》,从政策上对能源互联网的各项工作进行有序推进。

国家发展改革委秘书长李朴民在今年全球能源互联网大会中指出,两年多来,国家发展改革委会同有关方面加强能源互联网战略规划顶层设计,印发了《能源生产和消费革命战略(2016~2030)》,描绘了中国未来能源发展的总体蓝图,建设“网、源、荷、储”协同发展,集成互补的能源互联网。

同时,加快构建清洁能源低碳体系。到2017年底中国水电、核电、风电、天然气等清洁能源消费量占能源消费总量的比重已经达到20.8%,比上年同比提高1.3个百分点,其中风电、太阳能发电装机规模接近3亿千瓦,占总发电装机比重的16.5%。

李朴民表示,下一步将会同有关方面继续深度推进能源革命,促进全球能源互联网建设,实现绿色低碳发展。首先,持续深入推进能源战略。深化2035、2050能源发展若干重大问题建设,开展农村能源革命行动,推动非化石能源由规模化发展向高质量发展转变,推进化石能源清洁高效利用,加快构建清洁低碳安全高效的现代能源体系。其次,稳步推进国内能源互联网建设。优化油气管网和电网的布局,加快能源互联网示范项目建设,研究提出相应的配套措施,为能源互联网新模式、新业态发展预留充足的空间。

困难重重

不过,前行的路并非一帆风顺。

目前看,主要存在几个难点:

技术角度上,1000千米以外的电,必须用非常强大的电压,譬如1000千伏或者1100千伏的特高压才能实现电力的远距离输送。但1000千米,只相当于上海到辽宁的距离。如果要从莫斯科到北京,或者莫斯科到芝加哥,六七千甚至上万千米,除非未来电力超导技术能有突破,否则2000千伏的电压从莫斯科送到乌鲁木齐,电能可能已经损耗完了。另外,对于信息流,大数据、云计算等能够应对能源互联网需求的先进技术,多数还在走向成熟过程中。对于能量流,能量的储存、高效运输技术,还远远达不到普及能源互联网所需的程度。

政治角度上,电网事关国家安全,要打破地缘政治阻碍,推行跨国跨洲输电网络难度巨大。能源互联网建设成本高,周期长,且洗牌效应明显。其节能环保的效果预期远离很多人的生活,尤其是某些拥有雄厚技术和资本实力的西方国家。还有一些能源禀赋较好的国家,对现在国际社会上的节能减排努力都不温不火,更不要提积极参与能源互联网建设这样耗资巨大、可能削弱自己竞争力的事业了。

经济角度上,信息流+能量流。能源互联网要同时保证两种载荷的交错运行,并且要求必须高效、海量,成本还要控制在可普及的程度。

路漫漫其修远兮,吾将上下而求索。

能源互联网建设过程中的困难和障碍很多,但并不代表我们要停下脚步。在互联网的发展过程中,也有很多重要的突破是伴随着发展逐渐展开的。只要我们积极地去推进,用需求来刺激创新,那满足所求的可能性或将变得越来越大。

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