您当前的位置:北极星输配电网  > 电网建设 > 正文

能源互联网的冲击波正在全球释放 并挑战着传统的能源安全观

北极星输配电网  来源:《瞭望》  作者:张冉燃  2021/5/14 10:07:12  我要投稿  
所属频道: 电网建设  关键词:能源互联网 特高压 能源革命

北极星输配电网讯:全球能源互联网或许是人类拯救地球家园的重要选择——由清洁能源转换并存储、运输、连通成网的电,有利于减少污染、降低碳排放,是人类可持续发展的未来

推进全球能源互联网,既是新能源和旧能源、新策略和旧思维的博弈,也是新网络和旧联盟、新地球和旧家园的切换

文 |《瞭望》新闻周刊记者 张冉燃

在浩瀚宇宙中悠悠运行了46亿年的地球,看上去依然美丽。

但这颗蔚蓝色星球早已伤痕累累——绿色植被遭到破坏、蓝色海洋遭受污染、全球气温逐年上升等威胁近在眼前。

2019年,国际能源署首次评估化石燃料使用对全球气温上升的影响,发现自前工业化时代以来,全球平均气温上升了1℃,其中超过0.3℃由煤炭消费排放的二氧化碳造成。

另有研究表明,如果全球温室气体排放保持目前水平,到2100年,海洋生物量损失将达17%。地球升温的后果不止于此——冰川消融、海平面升高、极端高温等,可能让更多人的生存陷入“水深火热”之中。

显然,地球迫切需要一次能源转型。

能源是经济社会发展的重要物质基础。能源资源主要有煤炭、石油、天然气等化石能源,以及水能、风能、太阳能等清洁能源。人类对能源的利用,曾经历从薪柴到煤炭再到油气的两次转型。每一次的能源更替,都伴随生产力的巨大飞跃和人类文明的重大进步。

而今,人类再一次站在了如何从地球汲取生命之源的十字路口。面对这一关键抉择,中国提出的构建全球能源互联网方案,正得到包括联合国在内越来越多的国际组织和国家的认同。

全球能源互联网是清洁能源在全球范围大规模开发、输送和使用的重要平台,由智能电网、特高压电网和清洁能源3个要素组成。

在全球能源互联网发展合作组织(下称合作组织)主席刘振亚看来,全球能源互联网有助于实现能源生产从化石能源向清洁能源主导的转变,以及能源消费从煤炭、油、气等向以电为中心的转变,能够统筹利用世界各国、各地的资源差、时区差、季节差、电价差等,促进全球清洁能源集约化开发和大范围高效配置,实现能源结构优化和使用效率提升。

联合国秘书长古特雷斯认为,全球能源互联网是实现人类可持续发展的核心和实现全球包容性增长的关键,并敦促全球各国政府为推动世界能源转型加强行动。

全球能源互联网为何深入人心?已经在中国、巴西等国运转起来的能源互联网,又将如何在国际社会扮演更重要的角色?

能源动脉堵点何在

全球能源互联网的理念出自中国并非偶然。

我国化石能源资源禀赋先天不足——富煤、贫油、少气,给能源安全和可持续发展带来严峻挑战。

煤电问题突出。我国煤炭占一次能源消费比重约58%,一半以上用于发电,且探明储量只能开采50年。目前我国煤电装机超过10.4亿千瓦,占全球一半。2019年以来,我国新投产和在建煤电约1.2亿千瓦,接近欧盟国家现有煤电总和(1.4亿千瓦)。全球减排背景下,我国煤电装机不降反升,面临的国际压力越来越大。

油气受制于人。我国石油、天然气占一次能源消费比重约27%,受资源条件限制,生产与消费缺口持续扩大,对外依存度分别达72%、43%,保障油气安全压力巨大。国网能源研究院副院长蒋莉萍说,我国进口石油的65%来自中东地区,运输需经过印度洋、马六甲海峡等海域,地缘政治复杂。“特别是在经济逆全球化抬头、油价巨幅震荡、中美经贸摩擦等不确定因素可能长期存在的情况下,把能源安全系于国际市场靠不住,能源安全也买不来,油气对外依存度过高不利于国家安全。”

资源现实、绿色发展、经济安全的三重约束下,我国以化石能源为主的能源生产和消费方式亟待调整,发展清洁能源成为核心选项。

我国清洁能源资源丰富。水能、陆上风能、太阳能资源技术可开发量分别超过6亿、35亿、100亿千瓦,目前开发率分别低于50%、4%、5%。合作组织秘书长伍萱认为,清洁能源只要转化为电能就能被高效利用,而我国水、风、光资源庞大,只需开发一半左右就可满足到2060年的能源需求。“随着太阳能发电、风电技术等的不断升级,以及风电、光伏成本的持续快速降低,清洁能源完全有可能成为我国主导能源。”

障碍也有。最突出的莫过于资源与需求逆向分布——70%左右电力消费集中在东中部地区,但水能、风能、太阳能资源80%分布在西部北部地区。

这意味着,中东部用电大省清洁能源缺乏,而清洁能源富集的西部北部地区用电需求有限。

这些清洁能源富饶之地,因无力消纳本地清洁能源,只能“三弃”——弃风、弃光、弃水。数据显示,2016年,全国“三弃”电量高达1100亿千瓦时,超过同年三峡水电站发电量约170亿千瓦时,直接经济损失超500亿元。

清华大学电机工程与应用电子技术系教授周远翔认为,造成“三弃”的原因在于,我国大型能源基地与东中部地区的负荷中心,相距大多在1000公里以上,有的甚至达到3000公里,大大超出传统超高压输电线路的经济输送距离。“传统的高压、超高压电网,没办法把电送到数千公里之外,因为路上远距离传输损耗的电能太多。”

显然,清洁能源要想更好发力,迫切需要建设远距离、大容量、低损耗的外送通道。

特高压适时登场。

特高压输电技术是指交流1000千伏、直流±800千伏及以上电压等级的输电技术。其最远输电距离可超过5000公里,同时由于电压超高,特高压远距离输电的沿途损耗极低。

特高压输电是世界级技术难题。上世纪60年代起,美国、苏联、日本、意大利等国均开展特高压研究试验、设备研制和工程尝试,受制于政治、经济、技术等因素,纷纷无果而终。我国从上世纪80年代中期开始特高压技术的部分前期研究与试验,2005年正式启动工程可行性研究,依靠自主创新,最终实现了技术、设备、标准和工程的全面突破,后发赶超,成为目前全球唯一掌握特高压核心技术和全套装备制造能力并将其投入商业化运营的国家。

特高压电网是构建全球能源互联网最为重要的关键技术,在某种意义上,也是我国实施能源战略转型的一把钥匙——特高压输电距离可远至5000公里,理论上无论能源来自我国何处,也无论能源以何种形式存在,只要能转换成电能,就均可经由特高压电网,输送到全国。

据了解,一条±1100千伏特高压直流输电线路,输电容量可达1200万千瓦,相当于4个葛洲坝水电站。与±500千伏超高压线路相比,输电容量提高了4~5倍,输电距离增加了5~6倍,输电损耗不到其1/4,单位造价只需其40%。

特高压电网正在我国快速发展。目前,我国已建成全球规模最大的特高压交直流混合电网,累计投运30个特高压工程,在建5个特高压工程,在运在建特高压线路4.8万公里,变电(换流)容量4.7亿千伏安(千瓦),累计输电超过2.5万亿千瓦时。特高压电网已然成为我国西电东送、北电南供的能源大通道。

有了特高压加持,在能源的供给端,清洁能源的生产力有望彻底释放。数据显示,得益于特高压工程的大量投运,“三弃”情况近年大幅改善:2019年前三季度,全国弃光率降至1.9%,弃水率降至4.1%,弃风率降至4.2%,清洁能源利用率全部提升到95%以上。

在能源的需求侧,特高压电网不仅大大缓解了煤电运紧张的“老大难”问题,而且降低了供电成本,其落地电价比当地火电上网电价低约5分/千瓦时。以浙江为例,目前该省全年1/3用电量(1500亿度)都从四川、宁夏等地输送而来。

与此同时,特高压对清洁能源发展意义重大。以西南水电为例,2020年,西南部复奉、锦苏、宾金、楚穗、普侨、新东6回水电直流外送通道输送电量共计1700亿千瓦时,相当于节约标准煤5400万吨,减少二氧化碳排放1.4亿吨、二氧化硫排放40万吨、氮氧化物排放34万吨。

特高压电网在中国取得的成功,在实践上验证了特高压输电的先进性、安全性、经济性和环境友好性,不仅有力推动了中国能源创新发展,而且为加快世界能源转型和可持续发展提供了成熟技术和成功经验。

能源互联加速成网

有了特高压在中国的大显身手,人们开始期待:把特高压的“套路”复制到其他国家。

甚至可以把大洲之间乃至全球范围的能源尽数连接起来。

毕竟,中国的能源状况不光是全球的缩影,而且是相对困难的版本。

在化石能源方面,全球总量有限且资源与消费分布不均的问题突出,能源开发越来越向少数国家和地区集中,一些资源匮乏国家的能源对外依存度不断提高,能源安全形势严峻。

在清洁能源方面,同样需要破解资源丰富但不均衡的矛盾——清洁能源富集地区大都远离能源消费地区,其间相距数百甚至数千公里。

特高压远达5000公里的输电距离,让全球电网连接变成可触摸的现实。合作组织经济技术研究院院长周原冰说:“全球各大清洁能源基地与负荷中心之间的距离都在特高压输送范围内。在我们看来,实现全球能源的互联,技术上没有任何障碍。”

事实上,跨国、跨区电网互联的构想早已有之。欧洲、北美、海湾国家等,也已形成一批跨国互联电网,一些跨洲联网方案也在推进之中。

与这些电网互联的策略不同,我国徐徐铺开的全球能源互联网方略,实现了理论、规划、项目等的突破,具有技术可行、经济性好、可操作、可复制、可量化的特点。

在刘振亚看来,“我国的全球能源互联网方案,因为同时需要强大的基建能力、高超的电力技术,特别是集中力量办大事的整体思维,决定了这个方案只有我们想得到,也只有我们办得到。”

先看理论突破。刘振亚说,我们提出的“两个替代、一个提高、一个回归、一个转化”“能源、交通、信息三网融合”等创新理念,回答了能源转型向哪转、怎么转的问题,构建了以特高压电网推动世界电力革命、以全球能源互联网推动世界能源革命、以三网融合发展推动人类经济社会革命的理论体系,为世界能源变革和可持续发展提供了理论指导,占领了世界能源革命和经济社会可持续发展的理论高地、战略高地,在国内外产生巨大影响力。

再看规划突破。我国在调研全球一百多个国家能源资源、经济社会、电力供需等情况基础上,创新性提出全球能源互联网“九横九纵”骨干网架,搭建完成全球及各大洲的能源互联网和清洁能源开发投资规划体系、全球能源互联网技术标准体系等“四梁八柱”。2020年11月,合作组织在全球首次发布全球及各大洲清洁能源开发与投资研究系列报告,提出全球经济性好的35个水电、94个风电、90个光伏基地的投资建议及跨国输电方案,为世界各国清洁能源开发和电网互联互通提供了行动路线图,也为加速落实碳中和目标提供了中国方案。

最后是项目突破。据了解,合作组织积极推进国际能源项目合作,已遴选提出219个清洁能源基地和110个跨国跨洲联网工程,推动中国与周边国家及“一带一路”沿线国家电力互联互通项目取得突破,中—韩联网项目完成项目预可研,中—缅—孟联网项目成立政府间联合工作组,埃塞俄比亚—海湾国家项目签署三方合作协议。

在全球能源互联网的恢弘布局下,世界正朝向清洁能源的电力结网不断前进。刘振亚认为:“这既是电的联网,也是文明的联网,势必重塑化石能源时代的全球能源格局。”

能源互联网的冲击波正在全球释放,并挑战着传统的能源安全观。

在化石能源主导的时代,石油主宰世界地缘政治格局。刘振亚说,“在石油‘话事’的时代,一些国家倾向于占有能源资源,以获得能源的安全感。那么哪里是石油运输的咽喉要道,哪里就是国家的生命线。但在能源互联网时代,我们希望加深各国之间的相互依赖。大家互联、互通、共济,越融合越安全。”

全球能源互联网理念得到世界多国、多地认同。合作组织秘书局局长李宝森介绍,截至目前,全球能源互联网已纳入落实联合国《2030年可持续发展议程》、促进《巴黎协定》实施、推动全球环境治理、解决无电贫困健康问题以及“一带一路”建设、中阿合作、中非合作等工作框架,连续三年纳入联合国高级别政治论坛政策建议报告,写入第五十四届西非国家经济共同体首脑峰会公报和第九届清洁能源部长级会议成果文件。

欧洲气候议会秘书长尼古拉斯·邓洛普认为,全球能源互联网这一中国倡议展示了中国的全球领导力。

当然,全球能源互联网的项目落地也还面临地缘政治风险与困难,国家间关系的亲疏远近、区域局势影响等,以及传统能源安全观、资源民族主义观等阻碍。

比如,合作组织曾两次参加联合国经社理事会咨商地位答辩,均因美国代表阻挠未获通过。“当然反过来,这也说明合作组织在落实全球能源互联网中国倡议方面取得的显著成效,以及在国际上的影响力被美方高度关注。”合作组织有关负责人说。

“地理决定命运”,曾被奉为形容这个世界的真理。但是现在,它却显得有些过时——随着全球交通、通信和能源基础设施的发展,高速公路、铁路、机场、油气管道、电网和光缆等,正让世界加速转向“互联互通决定命运”。

对地球公民来说,全球能源互联网或许是人类拯救地球家园的重要选择——即便化石能源还有,但地球却已经不起其燃烧带来的后果。而电,特别是由清洁能源转换并存储、运输、连通成网的电,有利于减少污染、降低碳排放,才是人类可持续发展的未来。

当前,延缓、阻碍全球能源互联网的,不是理念、不是技术,而是思想观念、地缘政治的壁垒。

在这个意义上,是否支持全球能源互联网,既是新能源和旧能源、新策略和旧思维的博弈,也是新网络和旧联盟、新地球和旧家园的切换。

地球的命运握在各国人民手中,人类的前途系于各国人民抉择。我们期待,跨过自我设限、孤立封闭的旧时光,迈入开放互联、融通聚合的新时代,会越来越近。


原标题:瞭望|能联全球惠天下

投稿联系:陈小姐  010-52898473  13693626116  新闻投稿咨询QQ: 1831213786
邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#换成@)
北极星输配电网声明:此资讯系转载自北极星电力网合作媒体或互联网其它网站,北极星输配电网登载此文出于传递更多信息之目的,并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考。
热点关注
国网配电物联网系列创新成果

国网配电物联网系列创新成果

以“诠释配电物联网架构体系,推动能源互联高质量发展”为主题的2019年(第三届)中国配电技术高峰论坛于2019年6月26-27日在北京国际会议中心隆重召开。本次高峰论坛由中国电力科学研究院有限公司、中国电力企业联合会科技开发服务中心联合主办,国网上海能源互联网研究院有限公司、电力

>>更多

新闻排行榜

今日

本周

本月

最新新闻

关闭

重播

关闭

重播