全球能源互联网

今年7月，在电气与电子工程师学会（IEEE）电力与能源协会2014年会上，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。文章描绘了人类能源的未来蓝图。
 

能源低碳发展、清洁发展，为电力工业带来了新的发展契机，电力需求将长期处于较快增长时期，电力工业发展进入了又一个春天，重新成为朝阳产业。
 

文章提出，应对人类社会可持续发展面临的能源安全、环境污染、气候变化等诸多挑战，必须推动“两个替代”（即清洁替代和电能替代）。清洁替代是在能源开发上以清洁能源替代化石能源，实现化石能源为主、清洁能源为辅向清洁能源为主、化石能源为辅转变；电能替代是在能源消费上实施以电代煤、以电代油，提高电能在终端能源消费的比重，减少环境污染和温室气体排放。“两个替代”体现了闭环设计的思路，从终端消费看，逐步以电替代煤炭、石油等化石能源，扩大电力市场，提高电气化水平；从供应端看，发展足够数量的可再生能源发电，逐步替代化石能源发电，并能满足不断增长的电力终端消费。
 

据初步预测，2010～2020年全球电力需求年均增长2.8%，电力消费弹性系数0.9；2020～2030年全球电力需求年均增长3.3%，电力消费弹性系数1.0；2030～2040年全球电力需求年均增长3.8%，电力消费弹性系数1.3；2040～2050年全球电力需求年均增长2.6%，电力消费弹性系数0.9。可见，未来几十年，全球电力需求仍将保持持续较快增长速度。除城镇化、工业化等传统电力消费拉动因素外，终端各领域电能对传统化石能源特别是煤炭和石油的替代进程将明显加快，全球电力需求增长将进入新的加速期。
 

风电、太阳能发电等清洁可再生能源，将最有可能成为今后相当长时期支撑全人类能源需求的主力清洁能源。综合考虑开发利用规模、技术可行性、经济竞争力等，风能、太阳能等的开发利用方式必然是分布式开发、基地式集中开发相结合。
 

世界水能资源主要分布在南美、东北亚、北美和南部非洲等地区。尽管全球尚有大量未被开发的水能资源，但相对未来巨大的可再生能源发电需求而言，未来水电开发增量的占比将较为有限。世界核电发展经历了多次波折，几次严重核电事故对全球核电发展带来重创。出于对核电安全等的顾虑，瑞士、德国、意大利等国先后宣布放弃发展核电。据易碳家了解到，中国、美国、法国、英国、俄罗斯等国表示将在最高安全标准下继续发展核电。可以判断，核电在满足未来人类清洁电力需求中将会占据较低的份额。其他诸如核聚变等新型发电，在近中期取得重大突破、投入商业化规模应用的可能性不大。

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世界能源理事会（WEC）数据显示，全球陆地风能资源超过1万亿千瓦，太阳能资源超过100万亿千瓦。全球风能、太阳能具有资源分布广泛、可支撑装机规模大等特点。另外，大规模风电、太阳能发电开发，尚未发现有重大的不利生态环境影响。因此，风电、太阳能发电将最有可能成为人类未来相当长时期内可再生能源发电发展的重点。
 

我们经常会听到应该分散开发，还是集中开发风电、太阳能发电的争论。笔者认为，在一定时期内，在设定的开发目标情况下，应该综合考虑开发、输送和消纳成本，找到成本最低的开发组合方案。展望中远期，适于分散开发的优质资源将逐步开发完毕，基地式开发将成为风电、太阳能发电开发的主流。
 

北极、欧洲北海和波罗的海沿岸、北美中西部、非洲东部沿岸、中国西部北部等风能资源丰富，适合大型、特大型风电基地建设。北非、非洲南部、欧洲南部、北美西南部、南美赤道附近地区，中东、大洋洲、中国西部等太阳能资源丰富，适合大型、特大型太阳能发电基地建设。除此之外，世界各国还有大量适合建设大型基地及分散开发的风能、太阳能发电资源。文章估计，到2050年，如果可再生能源占全球能源消费总量的比重达到80%，届时风能和太阳能开发量还不到世界总资源量的万分之五。

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构建全球能源互联网，需要技术创新支撑、政策机制的支持。
 

文章指出，全球能源互联网，是以特高压电网为骨干网架（通道）、以输送清洁能源为主导、全球互联的坚强智能电网。全球能源互联网由跨洲、跨国骨干网架和各国各电压等级电网（输电网、配电网）构成，连接“一极一道”（北极、赤道）等大型能源基地，适应各种集中式、分布式电源，能够将风能、太阳能、海洋能等可再生能源输送到各类用户，是服务范围广、配置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的全球能源配置平台，具有网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动的特征。
 

在终端消费环节，推广应用电锅炉、电采暖、电制冷、电炊等，主要是把工业锅炉、工业煤窑炉、居民取暖厨炊等用煤改为用电，大幅减少直燃煤，实现以电代煤；推广电动交通、电动汽车、农业电力灌溉，实现以电代油。以电代煤，需要根据清洁能源发展、环境治理、温室气体减排目标，制定切实可行的替代规划，包括技术工艺改造方案比选、投资估算及电价激励政策等。以电代油，除继续大力推广电动交通外，发展电动汽车是实现以电代油的有效途径。但目前电动汽车的成熟度还不够，影响规模化推广，主要瓶颈是储能电池，必须加大研发力度，鼓励科研攻关。另外，适应电动汽车的发展进程，规划建设好充换电网络。