全球能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)想
全球能源互聯(lián)網(wǎng)的基本概念 全球能源互聯(lián)網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架(通道),以輸送清潔能源為主導(dǎo),全球互聯(lián)泛在的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)(見圖5-4)。全球能源互聯(lián)網(wǎng)將由跨國(guó)跨洲骨干網(wǎng)架和涵蓋各國(guó)各電壓等級(jí)電網(wǎng)(
全球能源互聯(lián)網(wǎng)的基本概念
全球能源互聯(lián)網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架(通道),以輸送清潔能源為主導(dǎo),全球互聯(lián)泛在的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)(見圖5-4)。全球能源互聯(lián)網(wǎng)將由跨國(guó)跨洲骨干網(wǎng)架和涵蓋各國(guó)各電壓等級(jí)電網(wǎng)(輸電網(wǎng)、配電網(wǎng))的國(guó)家泛在智能電網(wǎng)構(gòu)成,連接“一極一道”和各洲大型能源基地,適應(yīng)各種分布式電源接入需要,能夠?qū)L(fēng)能、太陽(yáng)能、海洋能等可再生能源輸送到各類用戶,是服務(wù)范圍廣、配置能力強(qiáng)、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置平臺(tái)。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展框架
全球能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展框架可以概括為一個(gè)總體布局、兩個(gè)基本原則、三個(gè)發(fā)展階段、四個(gè)重要特征、五個(gè)主要功能。
△總體布局
全球能源互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)由跨洲電網(wǎng)、跨國(guó)電網(wǎng)、國(guó)家泛在智能電網(wǎng)組成,各層級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的有機(jī)整體。在全球范圍看,全球能源互聯(lián)網(wǎng)將依托先進(jìn)的特高壓輸電和智能電網(wǎng)技術(shù),形成連接北極地區(qū)風(fēng)電、赤道地區(qū)太陽(yáng)能發(fā)電和各洲大型可再生能源基地與主要負(fù)荷中心的總體布局。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心是建設(shè)連接包括“一極一道”在內(nèi)的全球各類清潔能源基地與主要負(fù)荷中心的跨國(guó)跨洲骨干網(wǎng)架和洲際聯(lián)網(wǎng)通道。其中,“一極一道”清潔能源基地向負(fù)荷中心的輸電通道包括:北極地區(qū)風(fēng)電基地向亞洲、歐洲、北美洲送電,北非、中東太陽(yáng)能發(fā)電基地向歐洲、南亞送電,澳大利亞太陽(yáng)能發(fā)電基地向東南亞送電。跨洲電網(wǎng)互聯(lián)主要包括:亞洲與歐洲互聯(lián)、亞洲與北美洲互聯(lián)、歐洲與非洲互聯(lián)、亞洲南部和非洲互聯(lián)、北美洲與南美洲互聯(lián)。此外,還包括各洲內(nèi)大型能源基地向所在洲負(fù)荷中心的送電通道。
△兩個(gè)基本原則
1.清潔發(fā)展的原則
清潔發(fā)展是應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的根本要求。在形成全球廣泛共識(shí)的基礎(chǔ)上,各國(guó)應(yīng)圍繞清潔低碳發(fā)展目標(biāo),制定能源發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃,加快轉(zhuǎn)變能源發(fā)展方式、提高清潔能源比重,共同推動(dòng)全球清潔能源開發(fā)利用。全球能源互聯(lián)網(wǎng)要圍繞世界能源清潔、低碳發(fā)展這個(gè)目標(biāo)加快布局、加快建設(shè),更好地推動(dòng)各種集中式、分布式清潔能源的高效開發(fā)利用,推動(dòng)能源發(fā)展方式從傳統(tǒng)化石能源主導(dǎo)向清潔能源主導(dǎo)轉(zhuǎn)變。
2.全球配置的原則
實(shí)施全球配置是由全球能源資源與負(fù)荷中心逆向分布特征所決定的。清潔能源具有隨機(jī)性、間歇性特征,具備大規(guī)模開發(fā)條件的清潔能源資源一般遠(yuǎn)離負(fù)荷中心,只有在更大范圍優(yōu)化配置才能夠解決大規(guī)模開發(fā)、高比例接入電網(wǎng)所帶來(lái)的消納問(wèn)題,才能夠發(fā)揮清潔能源的作用。全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)要立足世界能源資源稟賦,統(tǒng)籌考慮全球政治、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境因素,構(gòu)建連接能源基地、負(fù)荷中心的全球能源配置平臺(tái),實(shí)現(xiàn)全球能源的高效開發(fā)、優(yōu)化配置和有效利用。具有大容量、遠(yuǎn)距離輸電能力的特高壓輸電技術(shù)發(fā)展,為實(shí)現(xiàn)電力跨大洲、大規(guī)模、高效率配置奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。通過(guò)清潔能源全球配置,還有利于將經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)地區(qū)的資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。
△三個(gè)階段
綜合考慮全球能源分布、清潔能源發(fā)展、能源供需、能源輸送等因素,未來(lái)全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展可以劃分為洲內(nèi)互聯(lián)、跨洲互聯(lián)和全球互聯(lián)三個(gè)發(fā)展階段。
第一階段:到2020年,推動(dòng)形成共識(shí);到2030年,根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較優(yōu)勢(shì),啟動(dòng)大型清潔能源基地建設(shè),加強(qiáng)洲內(nèi)國(guó)家之間電網(wǎng)的互聯(lián)。各大洲加快開發(fā)清潔能源,通過(guò)各大洲內(nèi)的互聯(lián)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)清潔能源輸送和消納。如東北亞互聯(lián)、北美電網(wǎng)互聯(lián)、歐洲統(tǒng)一電網(wǎng)互聯(lián)、拉美電網(wǎng)互聯(lián)、非洲中南部電網(wǎng)互聯(lián)等。跨國(guó)互聯(lián)電網(wǎng)快速發(fā)展,在滿足清潔能源消納范圍不斷擴(kuò)大需求的同時(shí),實(shí)現(xiàn)各國(guó)不同季節(jié)、不同時(shí)段、不同類型電力資源的互補(bǔ)和互濟(jì),提高能源系統(tǒng)效率和經(jīng)濟(jì)性。各國(guó)加強(qiáng)國(guó)內(nèi)堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架的建設(shè)和全國(guó)互聯(lián),以更好地融入洲內(nèi)聯(lián)網(wǎng),更加有效地接納洲內(nèi)配置的清潔能源。
第二階段:2030~2040年,發(fā)展重點(diǎn)是在繼續(xù)加強(qiáng)各洲主要國(guó)家電網(wǎng)互聯(lián)的基礎(chǔ)上,按照先易后難的次序,推動(dòng)“一極一道”等大型能源基地開發(fā)和跨洲聯(lián)網(wǎng)取得重要進(jìn)展。洲內(nèi)互聯(lián)電網(wǎng)的網(wǎng)架不斷完善,隨著北極地區(qū)風(fēng)電、赤道地區(qū)太陽(yáng)能發(fā)電等全球重點(diǎn)清潔能源基地的大規(guī)模開發(fā),跨洲遠(yuǎn)距離輸電和跨洲電網(wǎng)互聯(lián)成為全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主導(dǎo)方向。跨洲間的多類型電力資源互補(bǔ)、利用時(shí)差的跨洲電力互濟(jì)效益更加顯著,全球能源互聯(lián)網(wǎng)初具規(guī)模。這一階段要著重推進(jìn)北極地區(qū)電力外送通道、赤道地區(qū)電力外送通道,以及亞歐洲際輸電通道、亞洲與北美洲聯(lián)網(wǎng)通道、歐洲與非洲聯(lián)網(wǎng)通道、亞洲南部與非洲聯(lián)網(wǎng)通道、北美洲與南美洲聯(lián)網(wǎng)通道等的建設(shè),建立全球能源互聯(lián)網(wǎng)的合作推進(jìn)和協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu),初步形成全球能源互聯(lián)網(wǎng)的合作機(jī)制。
第三階段:2040~2050年,按照重點(diǎn)突破、全面推進(jìn)的思路,加快全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè),逐步形成全球互聯(lián)格局,推動(dòng)實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)替代”目標(biāo)。隨著全球太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源基地全面開發(fā)建成,清潔能源發(fā)電替代化石能源并占據(jù)主導(dǎo)地位,化石能源開發(fā)、輸送和消費(fèi)規(guī)模明顯下降,基本實(shí)現(xiàn)各洲、各國(guó)電網(wǎng)互聯(lián)互通,全球能源互聯(lián)網(wǎng)全面建成,成為全球清潔能源優(yōu)化配置平臺(tái)。全球能源互聯(lián)網(wǎng)的組織機(jī)制和運(yùn)行機(jī)制完善,全球調(diào)控中心建立并與各洲調(diào)度中心、各國(guó)調(diào)控中心形成分區(qū)分層控制的調(diào)控體系。全球化的電力市場(chǎng)建立,跨國(guó)跨洲電力市場(chǎng)交易電量占電力總消費(fèi)的比例大幅提高。
△四個(gè)特征
1.網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)
網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)是構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)的重要前提。堅(jiān)強(qiáng)的網(wǎng)架是實(shí)現(xiàn)資源全球配置的基礎(chǔ)。只有形成堅(jiān)強(qiáng)可靠的跨國(guó)跨洲互聯(lián)網(wǎng)架,才能實(shí)現(xiàn)全球能源的廣泛互聯(lián)和大范圍配置。各國(guó)電網(wǎng)規(guī)劃科學(xué)、結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、運(yùn)行靈活,才能適應(yīng)風(fēng)電、光伏發(fā)電、分布式電源大規(guī)模接入和消納。
2.廣泛互聯(lián)
廣泛互聯(lián)是全球能源互聯(lián)網(wǎng)的基本形態(tài)。全球能源互聯(lián)網(wǎng)的廣泛互聯(lián)帶來(lái)了全球能源資源及相關(guān)公共服務(wù)資源的高效開發(fā)和廣泛配置。洲際骨干網(wǎng)架、洲內(nèi)跨國(guó)網(wǎng)架、各國(guó)家電網(wǎng)、地區(qū)電網(wǎng)、配電網(wǎng)、微電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展、緊密銜接,可以構(gòu)成廣泛覆蓋的電力資源配置體系。
3.高度智能
高度智能是全球能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵支撐。各類電源、負(fù)荷實(shí)現(xiàn)可靈活接入和確保網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)廣泛使用信息網(wǎng)絡(luò)、廣域測(cè)量、高速傳感、高性能計(jì)算、智能控制等技術(shù),實(shí)現(xiàn)各層網(wǎng)架和各個(gè)環(huán)節(jié)的高度智能化運(yùn)行,自動(dòng)預(yù)判、識(shí)別大多數(shù)故障和風(fēng)險(xiǎn),具備故障自愈功能;通過(guò)信息實(shí)時(shí)交互支撐整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中各種要素的自由流動(dòng),真正實(shí)現(xiàn)能源在各區(qū)域之間的高效配置。
4.開放互動(dòng)
開放互動(dòng)是全球能源互聯(lián)網(wǎng)的基本要求。構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng),需要各國(guó)的相互配合、密切合作。全球能源互聯(lián)網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)也要對(duì)世界各國(guó)公平、無(wú)歧視開放。充分發(fā)揮電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)功能,構(gòu)建開放統(tǒng)一、競(jìng)爭(zhēng)有序的組織運(yùn)行體系,促進(jìn)用戶與各類用電設(shè)備廣泛交互、與電網(wǎng)雙向互動(dòng),能源流在用戶、供應(yīng)商之間雙向流動(dòng),實(shí)現(xiàn)全球能源互聯(lián)網(wǎng)中各利益相關(guān)方的協(xié)同和交互。
△五個(gè)主要功能
1.能源傳輸
能源傳輸是全球能源互聯(lián)網(wǎng)最基本的功能。電能輸送是重要的能源運(yùn)輸方式,煤電、水電、核電、風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等電能的傳輸都通過(guò)電網(wǎng)進(jìn)行。全球能源互聯(lián)網(wǎng)是能源資源優(yōu)化配置的載體,能夠?qū)⒏鞣N一次能源轉(zhuǎn)化為電能在電網(wǎng)中傳輸。依托全球能源互聯(lián)網(wǎng),可以實(shí)現(xiàn)能源和電力的光速傳輸。未來(lái),隨著“兩個(gè)替代”的深入推進(jìn),可再生能源發(fā)電將成為全球主導(dǎo)能源,全球能源互聯(lián)網(wǎng)也將成為能源綜合運(yùn)輸體系的核心組成部分,并與鐵路、公路、水路、管道等傳統(tǒng)能源運(yùn)輸方式分工協(xié)作、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),共同構(gòu)成高度現(xiàn)代化的全球能源綜合運(yùn)輸體系。
2.資源配置
全球能源互聯(lián)網(wǎng)是能源資源優(yōu)化配置的重要平臺(tái)。通過(guò)這個(gè)平臺(tái),可以連接各類電源和用戶,實(shí)現(xiàn)各類能源的集約開發(fā)和高效利用。隨著全球電網(wǎng)互聯(lián)范圍的逐步擴(kuò)大,能源資源配置的范圍更廣、能力更強(qiáng),北極地區(qū)、赤道地區(qū)等遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的大能源基地得以開發(fā)和建設(shè),有力促進(jìn)能源結(jié)構(gòu)和布局優(yōu)化。電力的傳輸配送過(guò)程,本質(zhì)就是能源資源優(yōu)化配置的過(guò)程。全球能源互聯(lián)網(wǎng)作為連接各類電源和用戶的網(wǎng)絡(luò)樞紐,能夠優(yōu)化配置電源資源和用戶資源,可以推動(dòng)煤炭、石油、天然氣、水能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等各類能源的集約開發(fā)和高效利用。
3.市場(chǎng)交易
全球能源互聯(lián)網(wǎng)是全球電力市場(chǎng)交易的物理基礎(chǔ)。電能無(wú)法大規(guī)模儲(chǔ)存,電力供需必須時(shí)刻保持平衡,這一客觀規(guī)律決定了電力市場(chǎng)交易必須以電網(wǎng)為載體,電網(wǎng)的覆蓋范圍決定了電力市場(chǎng)的物理邊界。覆蓋全球的能源互聯(lián)網(wǎng),將成為全球范圍電力交易的載體,既承擔(dān)著能源電力交易的平臺(tái)職責(zé),又肩負(fù)著電網(wǎng)調(diào)頻、系統(tǒng)備用、無(wú)功調(diào)壓等服務(wù)任務(wù),在全球電力市場(chǎng)建設(shè)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
4.產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)
全球能源互聯(lián)網(wǎng)是培育戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的孵化器。全球能源互聯(lián)網(wǎng)是技術(shù)創(chuàng)新的重要領(lǐng)域,也是新技術(shù)應(yīng)用的重要載體,對(duì)新能源、新材料、智能裝備、電動(dòng)汽車、信息技術(shù)等新興產(chǎn)業(yè)具有很強(qiáng)的帶動(dòng)作用。全球能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,可以形成一個(gè)良性發(fā)展的生態(tài)圈,對(duì)上游、下游產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生全面的帶動(dòng)作用,提升產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展水平和發(fā)展速度。
5.公共服務(wù)
全球能源互聯(lián)網(wǎng)是未來(lái)生產(chǎn)生活不可或缺的公共服務(wù)平臺(tái),服務(wù)全社會(huì)各行各業(yè)、千家萬(wàn)戶。隨著與物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的深度融合,全球能源互聯(lián)網(wǎng)成為功能多元、智能先進(jìn)的社會(huì)公共平臺(tái),為用戶提供能源、電力、信息等綜合服務(wù),滿足用戶多樣化、高品質(zhì)的服務(wù)需求,推動(dòng)生產(chǎn)生活方式改變。全球能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)將全面融入經(jīng)濟(jì)社會(huì)、智慧城市的發(fā)展,成為不可替代的公共服務(wù)樞紐。
(原文見《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》第五章)
責(zé)任編輯:大云網(wǎng)
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