全球能源互联网各国如何实现互联?
来源:亮报 | 0评论 | 3644查看 | 2016-04-27 10:44:22    
  4月22日,联合国《巴黎气候变化协定》高级别签字仪式在美国纽约举行。中国国家电网公司董事长刘振亚出席签字仪式高层午餐会并作题为《构建全球能源互联网共同推动绿色低碳发展》的发言。

  长期以来,世界能源发展过度依赖化石能源,导致环境问题日益突出。全球能源互联网能够以清洁和绿色方式满足全球电力需求,需要各国合作推进。那么,未来构建全球能源互联网的条件是什么,各国之间如何互联?

  为何联?

  资源紧张、环境污染、气候变化三大难题困扰世界能源发展,而全球清洁能源丰富,仅开发万分之五就可以满足全球能源需求,未来全球电力能源需求将逐步增大。因此,构建全球能源互联网,作为清洁能源在全球范围大规模开发、配置、利用的基础平台,是世界能源可持续发展问题的有效解决方案。

  1、世界能源发展面临三大难题

  世界能源发展面临资源紧张、环境污染、气候变化三大难题。解决这三大难题,必须走清洁发展道路,大力实施“两个替代”,实现清洁能源占主导和全球能源优化配置,以清洁和绿色方式满足全球电力需求。

  清洁能源只有转化为电能才能大规模使用;清洁能源富集地区与能源消费中心往往呈逆向分布;清洁能源只有依托大电网才能在富集地区大规模开发,在数百公里甚至数千公里之外的负荷中心利用。

  构建全球能源互联网,作为清洁能源在全球范围大规模开发、配置、利用的基础平台,是世界能源可持续发展问题的有效解决方案。

  首先,资源紧张。1965~2014年,全球累计消耗煤炭2350亿吨、石油1600亿吨、天然气97万亿立方米。2014年,全球煤炭、石油、天然气消费量占一次能源总消费量的86.3%。2014年,全球生产煤炭81.6亿吨、石油42.2亿吨、天然气3.5万亿立方米。2014年底,全球化石能源剩余探明可采储量折合标准煤1.2万亿吨。按目前开采强度,全球煤炭、石油和天然气资源技术可开发量仅能再开采大约110年、57年和54年。

  其次,环境污染。化石能源燃烧排放大量的烟尘等污染物,导致灰霾频发,严重危害人类的健康。据世界卫生组织调查,世界范围内1600个城市中,仅有12%空气质量符合世界卫生组织标准,一些发展中国家的城市空气PM10浓度超标4~12倍。化石能源燃烧会产生大量的二氧化硫等污染物,导致酸雨等环境污染,严重影响人类的生产生活。据统计,全球化石能源消费每年排放二氧化硫1.2亿吨、氮氧化物1亿吨,带来严重的环境污染问题。

  最后,气候变化。气候变化的主要原因是化石能源使用产生的碳排放。化石能源产生的二氧化碳占全球温室气体排放的57%,大气二氧化碳当量浓度2012年达393ppm。从1880年至2012年,全球地表平均温度大约升高了0.85摄氏度。2016年1月25日,世界气象组织发布公报称2015年是有气象记录以来最热的年份。

  2015年的巴黎气候大会确定了“全球温升控制在2摄氏度以内,并力争控制在1.5摄氏度以内”的目标。如果不能采取有效控制措施,21世纪末温升将超过4摄氏度,造成海面上升、粮食减产、物种灭绝等灾害,将严重危害人类的生存和发展。

  2、世界清洁能源发展呼唤全球能源互联网

  据预测,全球清洁能源丰富,仅开发万分之五就可以满足全球能源需求。北极风电、赤道太阳能发电(“一极一道”)、各洲各国集中式和分布式清洁发电开发潜力巨大。新世纪以来,以清洁低碳为特征的新一轮能源变革蓬勃兴起,风能、太阳能等新能源发电突飞猛进,清洁发展成为大势所趋。

  清洁能源资源丰富。全球水能、陆地风能、太阳能资源分别超过100亿千瓦、1万亿千瓦、100万亿千瓦,仅开发其中万分之五就可满足全球能源需求;中国仅开发千分之一就能满足能源需求。

  世界范围内清洁能源分布很不均衡。风能主要分布在北极、亚洲中部及北部、欧洲北部、北美中部、非洲东部及各洲近海地区。太阳能主要分布在北非、东非、中东、大洋洲、中南美洲等赤道附近地区。风电、太阳能发电具有随机性、间歇性,只有融入大电网,才能大规模开发利用。

  3、未来全球电力能源需求逐步增大

  据统计,全球一次能源需求总量2030年可达259亿吨标准煤左右,2050年将达300亿吨标准煤左右;全球发电量2010~2050年年均增长约3.1%,2050年将达73万亿度左右。

  据预测,2030年之前,全球电力流主要以洲内跨国及距离较近的跨洲输电(北非—欧洲、中亚—欧洲)为主,跨洲电力流规模处于起步发展阶段。2030年之后,各大洲内资源条件较好、易于开发的集中式风能和太阳能资源逐渐开发完毕,开发重点逐渐向北极地区和赤道地区转移。“一极一道”的电力流和跨洲电力流达到较大规模。

  2030年“一极一道”电力外送规模约9200亿度,其中赤道地区太阳能电力外送规模约8700亿度,北极地区风电外送规模约500亿度;2040年“一极一道”电力外送规模约4.2万亿度,其中赤道地区太阳能外送规模约3.6万亿度,北极地区风电外送规模约0.6万亿度;2050年“一极一道”电力外送规模约12万亿度,约占全球电力需求的16%,其中北极地区风电外送规模3万亿度,赤道地区太阳能外送规模9万亿度。

  如何联?

  构建全球能源互联网,将按照“先国内、后洲内、再洲际”的原则统筹推进,总体可分为国内互联、洲内互联和洲际互联三个阶段。三个阶段按照每个时期的发展重点进行划分,各阶段可结合实际协调推进。

  1、国内互联:加快清洁能源开发和电网互联建设

  从现在起到2020年左右,重点加快各国清洁能源开发和国内电网互联建设。各国电网互联,形成合理网架,实现各电压等级电网的有机衔接。主要包括:建设坚强的电网网架;提升电网智能化水平;开发各国清洁能源和分布式电源。

  具体措施包括:扩大电力基础设施缺乏国家的电网覆盖范围,解决无电人口问题;进一步加强网架薄弱国家电网的坚强性,提升供用电质量;开展电网完善国家智能化升级,提升电网的适应性和灵活性。

  2、洲内互联:重点推动洲内大型能源基地开发和电网跨国互联

  从2020年到2030年左右,重点推动洲内大型能源基地开发和电网跨国互联,基本实现洲内各国电网互联。构建洲内跨国互联电网,对于加快洲内的可再生能源开发利用非常必要,并可为洲内接受外来电或向洲外送电提供坚强支撑。

  欧洲电网互联构想

  在现有电网基础上,围绕负荷中心形成密集网格状结构,建设洲内输电通道,实现北欧水电、北海风电的消纳,东接亚洲电网、西接北美洲电网、南接非洲电网。

  亚洲电网互联构想

  亚洲电网将形成东北亚、东南亚、中亚、南亚、西亚和中国六大电网构成的“5+1”互联格局,东与北美洲联网,南接大洋洲电网,西接欧洲、非洲电网。

  美洲电网互联构想

  北美洲:形成东部和西部纵向通道、中西部至东西海岸多个横向通道,南部与南美洲电网互联。远期,东部受入北极风电、西部经阿拉斯加与亚洲电网互联。南美洲:形成东西海岸纵向通道、中部横向通道,总体形成大环网结构。北美洲—南美洲:通过中美洲—巴拿马—哥伦比亚,实现跨洲联网。远期,可经美国—古巴—多米尼加—委内瑞拉实现联网。

  非洲电网互联构想

  总体上以北部、中部清洁能源基地为支撑,接力送至南部负荷中心。北部与中部形成东、中、西三个联网通道;中部与南部形成东、西两个联网通道;北非向北外送欧洲、向东与亚洲互联互济。

  3、洲际互联:重点开发“一极一道”

  能源基地和推动电网跨洲互联

  从2030年到2050年左右,重点开发“一极一道”能源基地和推动电网跨洲互联,基本建成全球能源互联网。2030年,推进非洲—欧洲、亚洲—欧洲、亚洲—非洲联网;2040年,推进北美洲—南美洲、大洋洲—亚洲、亚洲—北美洲联网;2050年,推进欧洲—北美洲联网,建成包括“一极一道”在内的全球各类清洁能源基地与主要负荷中心的跨国跨洲骨干网架和洲际联网通道,形成跨洲电网、跨国
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