1  中東地區(qū)的能源和電力發(fā)展
 
    按照國(guó)際能源署(IEA)的定義，本研究確定的中東地區(qū)包括：北非五國(guó)(摩洛哥，突尼斯，阿爾及利亞，利比亞和埃及); 黎凡特阿拉伯國(guó)家(黎巴嫩，敘利亞，約旦和巴勒斯坦); 阿拉伯半島八國(guó)(沙特阿拉伯，科威特，伊拉克，巴林，卡塔爾，阿拉伯聯(lián)合酋長(zhǎng)國(guó)，阿曼和也門(mén))以及伊朗和土耳其，如圖1所示。  
      中東地區(qū)在全球能源尤其是石油和天然氣議程中占有重要的地位。與這個(gè)地區(qū)相關(guān)的挑戰(zhàn)是能源安全、國(guó)家和地區(qū)能源的可持續(xù)性以及能源的適當(dāng)利用。
 
      全球石油儲(chǔ)量相當(dāng)于2016年底的17067億桶(2407億噸)石油。就本研究確定的中東地區(qū)儲(chǔ)量而言，等于878億桶，占全球探明儲(chǔ)量的51.4%。中東地區(qū)的總?cè)丝诩s為4.5億。因此，該地區(qū)人均石油資源量為1951桶，儲(chǔ)量/產(chǎn)量比為70。圖2給出了2016年全球各地石油儲(chǔ)量的份額。  
      電力只是幾種能源商品之一，而電力經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)和用電量是其規(guī)模和發(fā)展水平的基本表征指標(biāo)。雖然中東一些國(guó)家出口電力，但大部分產(chǎn)品是用于國(guó)內(nèi)消費(fèi)的。在中東，電力主要用于應(yīng)對(duì)極端的氣候。電力和水之間的強(qiáng)相互聯(lián)系已經(jīng)被稱為能源/水聯(lián)系。而且空調(diào)是另一個(gè)高度用電的過(guò)程，并保證了夏季人們的生活需求。中東沙漠地區(qū)的現(xiàn)代生活沒(méi)有電力供應(yīng)是難以想象的。
 
      在中東地區(qū)，2016年的最終用電量為1400 TWh，為全球電力消耗的6.7%。 2016年中東地區(qū)電力消費(fèi)量最高的四個(gè)國(guó)家，沙特阿拉伯，伊朗，土耳其和埃及占中東地區(qū)電力消費(fèi)的63.2%。沙特阿拉伯以20.5%的比例占最大份額。2016年發(fā)電量為1750億千瓦時(shí)，占全球發(fā)電量的6.8%。四大電力生產(chǎn)國(guó)與中東地區(qū)消費(fèi)國(guó)保持一致，占全區(qū)發(fā)電量的62.2%，其中沙特阿拉伯占22.2%。中東的電力生產(chǎn)和消費(fèi)如圖4所示。  
      在中東地區(qū)，電力容量為610 TW，占2016年全球電力容量的6.0%。中東地區(qū)的四個(gè)最高容量國(guó)家伊朗，土耳其，沙特阿拉伯和埃及占中東地區(qū)的62.2%電量。伊朗占比最大，為19.1%。 2016年該地區(qū)輸配電損失為223.1億千瓦時(shí)，輸配電損失率為12.1%，是世界標(biāo)準(zhǔn)的150%。而顯然中東地區(qū)發(fā)電和輸電的電力基礎(chǔ)設(shè)施還需要改進(jìn)。
 
      中東地區(qū)的可再生能源十分豐富，自然資源獨(dú)特：陽(yáng)光充足，風(fēng)力強(qiáng)勁，并且在少數(shù)地方擁有強(qiáng)大的河流。根據(jù)世界銀行的估計(jì)，該地區(qū)接收的全部太陽(yáng)能占地球太陽(yáng)能資源的22%至26%。這意味著每平方公里每年太陽(yáng)能的潛能相當(dāng)于從1-2百萬(wàn)桶石油中產(chǎn)生的能量。在中東地區(qū)，直接正常輻射和全球水平輻照度在2000到2500 KWh / 平方米/年之間 。就該地區(qū)的風(fēng)能而言，這是目前可再生能源技術(shù)成本最低的一種。在中東地區(qū)，風(fēng)力發(fā)電潛力巨大，特別是阿曼，埃及和摩洛哥，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組每年全負(fù)荷運(yùn)行時(shí)數(shù)超過(guò)2400小時(shí)。
從2008年到2016年，該地區(qū)的非水電可再生能源發(fā)電量增長(zhǎng)了十倍，達(dá)到近23 TWh，比傳統(tǒng)能源的增長(zhǎng)速度快很多。雖然風(fēng)能是中東地區(qū)最大的可再生能源，但近年來(lái)太陽(yáng)能發(fā)電量增長(zhǎng)速度最快。截至2016年3月，該地區(qū)現(xiàn)有可再生能源項(xiàng)目總發(fā)電量超過(guò)57 GW。新建的可再生能源發(fā)電廠3.4萬(wàn)千瓦。這些項(xiàng)目中約66%是風(fēng)能和太陽(yáng)能，總計(jì)分別為0.9 GW和1.3 GW。土耳其，埃及和摩洛哥在該地區(qū)是風(fēng)力發(fā)電的主要國(guó)家。就該地區(qū)的可再生能源發(fā)電容量而言，土耳其，伊朗和埃及在目前情況下分別為34 GW，10 GW 和3.6 GW。盡管土耳其和伊朗在可再生能源發(fā)電方面排名前二，但均以水電為基礎(chǔ)。在風(fēng)能和太陽(yáng)能方面，摩洛哥和巴勒斯坦在這個(gè)地區(qū)位居前列。而且，其他國(guó)家，特別是沙特阿拉伯，也正在開(kāi)展可再生能源項(xiàng)目。
 
2  中東地區(qū)電網(wǎng)的互聯(lián)互通
 
    近年來(lái)，中東國(guó)家經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展。經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)引發(fā)了重大的能源需求，特別是電力需求。隨著新增發(fā)電量的增加，輸配電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施也需要改善。同時(shí)，能源需求巨大，國(guó)內(nèi)唯一的能源不足以滿足電力行業(yè)的需求，促進(jìn)了能源和電力的進(jìn)口。圖5給出了中東地區(qū)現(xiàn)有和計(jì)劃中的互聯(lián)電網(wǎng)。西班牙和意大利也參與了互聯(lián)。中東國(guó)家主要的區(qū)域能源互聯(lián)計(jì)劃包括三個(gè)互聯(lián)系統(tǒng)：
 
• 馬格里布地區(qū)能源互聯(lián)
 
• 八國(guó)地區(qū)能源互聯(lián)
 
• 海灣合作委員會(huì)(GCC)區(qū)域能源互聯(lián)  
      雖然這三個(gè)區(qū)域能源互聯(lián)已經(jīng)建成一段時(shí)間，但由于不同的挑戰(zhàn)和問(wèn)題，中東國(guó)家之間的電力貿(mào)易依然很少。目前，中東地區(qū)的電力交易量是世界上最低的，盡管預(yù)計(jì)中東電網(wǎng)完全整合后，滿足不斷增長(zhǎng)電力需求的投資成本可能會(huì)降低35%。 海灣合作委員會(huì)與其他中東國(guó)家之間不存在電網(wǎng)能源互聯(lián)等實(shí)際挑戰(zhàn)使得它們之間的貿(mào)易目前受到限制。本地區(qū)大多數(shù)國(guó)家垂直一體化電力市場(chǎng)等結(jié)構(gòu)性和制度性的挑戰(zhàn)導(dǎo)致了國(guó)有壟斷，使得國(guó)際貿(mào)易更為復(fù)雜。此外，中東國(guó)家監(jiān)管機(jī)構(gòu)的獨(dú)立和知情的第三方也很少，這對(duì)傳統(tǒng)能源體系的電力行業(yè)監(jiān)管構(gòu)成了挑戰(zhàn)。馬格里布地區(qū)能源互聯(lián)始于20世紀(jì)50年代，包括摩洛哥，阿爾及利亞和突尼斯。馬格里布地區(qū)電力互聯(lián)進(jìn)出口總量如圖6所示。  
      八國(guó)地區(qū)能源互聯(lián)由埃及，伊拉克，約旦，敘利亞和土耳其于1988年發(fā)起。圖7給出了八國(guó)地區(qū)電力進(jìn)出口總量。  
      海灣合作委員會(huì)(GCC)的區(qū)域能源互聯(lián)涉及六個(gè)成員國(guó)-科威特，沙特阿拉伯，巴林，卡塔爾，阿聯(lián)酋和阿曼，成立于1981年5月。與其他兩個(gè)區(qū)域互聯(lián)不同的是，海灣合作委員會(huì)地區(qū)的電力交換實(shí)體和監(jiān)管環(huán)境要好得多。高壓直流的強(qiáng)大功能和高傳輸能力使在該地區(qū)實(shí)現(xiàn)了高水平的電力供應(yīng)穩(wěn)定性和可靠性。海合會(huì)地區(qū)的發(fā)電裝機(jī)容量估計(jì)為148 GW，幾乎占中東發(fā)電容量的50%。該地區(qū)各種可再生能源發(fā)電的發(fā)展規(guī)模為：并網(wǎng)風(fēng)電65 GW，離網(wǎng)風(fēng)電34 GW，并網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電505 GW，離網(wǎng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電283 GW，總計(jì)888 GW的潛在發(fā)電量。這一數(shù)據(jù)是現(xiàn)有海灣合作委員會(huì)總裝機(jī)容量的6倍以上。
 
3  中東地區(qū)電網(wǎng)互聯(lián)推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步
 
      基于中東地區(qū)目前的電力聯(lián)網(wǎng)形勢(shì)，可再生能源的高滲透率成為電網(wǎng)互聯(lián)的技術(shù)難題。為了向海上風(fēng)電場(chǎng)等偏遠(yuǎn)地區(qū)輸送可再生能源，需要開(kāi)發(fā)新型可再生能源集成技術(shù)，儲(chǔ)能技術(shù)，電網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)以及智能需求管理技術(shù)。 對(duì)于大規(guī)模的可再生能源一體化，有兩種不同的方法可以應(yīng)用，即所謂的基于電壓源換流器的高壓直流電網(wǎng)技術(shù)和分頻輸電系統(tǒng)。
 
      除了可再生能源與電網(wǎng)的集成，高壓直流輸電(HVDC)和柔性交流輸電系統(tǒng)(FACTS)是解決系統(tǒng)傳輸難題的電網(wǎng)互聯(lián)技術(shù)。目前，海灣合作委員會(huì)的區(qū)域能源互聯(lián)已經(jīng)在使用高壓直流輸電，建設(shè)或規(guī)劃中的許多互聯(lián)項(xiàng)目也考慮了高壓直流輸電技術(shù)。高壓直流輸電技術(shù)主要包括傳統(tǒng)高壓直流輸電技術(shù) (LCC HVDC)和基于電壓源換流器的柔性高壓直流輸電 (VSC HVDC)。基于電壓源換流器的柔性高壓直流輸電技術(shù)可能是多端直流電網(wǎng)或海上風(fēng)電場(chǎng)集成的首選方案。同時(shí)，高壓直流輸電技術(shù)的技術(shù)進(jìn)步也推動(dòng)了傳統(tǒng)高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展。比如新型柔性傳統(tǒng)高壓直流輸電技術(shù)的出現(xiàn)可消除換相失敗，也可提供快速的動(dòng)態(tài)無(wú)功/電壓控，在遠(yuǎn)距離大容量電力傳輸方面極具潛力。