构建全球能源互联网,建设以各国泛在智能电网为基础,以特高压电网为骨干网架、以输送清洁能源为主导的全球能源配置平台,是破解化石能源困局,实现能源、经济、社会、环境可持续协调发展的治本之策,也是全球能源互联网的实质所在。本期开始,本版推出系列报道,从清洁能源、特高压电网、智能电网三方面进行解析,带你全面了解全球能源互联网的实质。
【全球能源互联网——清洁能源共享之路】
全球清洁能源取之不尽用之不竭,零排放、无污染,仅开发其中万分之五就可以满足人类社会的能源需求,是未来全球能源互联网输送的主导能源。可以想象,2050年全球都在使用清洁能源时,全球能源互联网将承载着能源瞬间配置的功能,在这张“电力高速路网”上,人类将实现清洁能源全球共享。
清洁能源分布:“一极一道”占据重要地位
全球水能资源超过100亿千瓦、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,开发其中的万分之五就可以满足人类社会的能源需求。
从世界清洁能源资源分布来看,北极圈及其周边地区(“一极”)风能资源和赤道及附近地区(“一道”)太阳能资源十分丰富,“一极一道”在构建全球能源互联网的进程中占据重要地位。
北极地区风能资源丰富且分布广,技术可开发量约1000亿千瓦,约占全球陆上风能资源的20%。环北冰洋的喀拉海、巴伦支海、白令海峡和格陵兰岛等是北极风能资源最丰富的地区。全球太阳能资源主要集中在赤道地区的北非、东非、中东、澳大利亚等地区,太阳能开发潜力占全球总量的30%以上。此外,赤道附近地区还拥有大量优质的风能和水能资源,如非洲刚果河、南美洲亚马孙河流域拥有丰富的水能资源。
北极风能资源虽然丰富,但目前开发利用的规模较小。除俄罗斯外,丹麦、瑞典、加拿大、美国等其他环北极国家大多已经实现风电的规模化开发,但已建风电项目基本位于北极圈以南的领土范围内,北极地区风能资源尚未开发,将是未来世界风电发展的重点地区。
当前,全球太阳能发电主要集中在欧美国家,但近年来赤道地区相关国家和地区日益重视本国(地区)太阳能发电资源的开发利用。北非的摩洛哥、突尼斯、阿尔及利亚,以及中东的沙特阿拉伯、阿联酋等国家已经建设了一批光热电站,单体项目装机容量为5万~10万千瓦;大洋洲的澳大利亚和欧洲的意大利、西班牙、葡萄牙,以及北美洲的美国以光伏发电为主,同时也建设了一批光热电站;南美洲的巴西、智利和秘鲁太阳能发电规模尚小。
实施“两个替代”:以电为中心,走清洁发展道路
世界能源发展面临资源紧张、环境污染、气候变化三大难题。巴黎气候大会达成协议,提出将全球温升控制在2摄氏度以内的目标,并为控制在1.5摄氏度以内而努力。实践和事实证明:应对气候变化,根本出路是加快清洁能源发展,实施“两个替代”。
实施“两个替代”,即在能源开发上实施清洁替代,以太阳能、风能等清洁能源替代化石能源,推动能源结构从化石能源为主向清洁能源为主转变;在能源消费上实施电能替代,以电能替代煤炭、石油、天然气等化石能源,提高电能在终端能源消费中的比重。
电是清洁、高效、便捷的二次能源,一次能源都可以转化为电能通过电网优化配置和利用,终端能源消费都可用电能替代。电能在能源系统中处于中心地位,电网是未来各种能源生产和消费的枢纽。只有构建全球能源互联网,才能加快“两个替代”,实现清洁能源大规模开发、大范围配置和高效率利用,加快建设生态文明,满足经济社会发展的需求。
减排效果:许你一个更绿色的未来
通过构建全球能源互联网,全球和我国清洁能源只需保持12.4%、13%的增速,清洁能源比重均可提高到80%以上可以实现全球温升控制在2摄氏度以内的目标。
依托全球能源互联网,能够开发利用分布广、潜力大的清洁能源,保障能源长期稳定供应。2050年,预计非化石能源发电量将达到66万亿度,占全部发电量的90%。
全球能源互联网将大幅降低化石能源消费,有效控制温室气体排放,保护生态环境。预计2030、2040、2050年“一极一道”电力输出规模分别为0.9万亿、4.2万亿、12万亿度,可减少标煤消费3亿、13亿、38亿吨,相当于减少二氧化碳排放量约8亿、37亿、105亿吨/年。
四大技术支撑清洁能源开发利用
当前,第三次能源革命兴起,从传统化石能源的开发利用向清洁能源大规模开发利用转变,需要在电源、电网、储能和信息通信等领域全面推动技术创新,支撑全球能源互联网的建设。
1.电源技术
以清洁能源为主导,以电为中心的能源格局,决定了电源技术在未来能源发展中的关键性作用。其核心是不断提高清洁能源的开发效率和经济性,重点领域包括风力发电、太阳能发电、海洋能发电及分布式电源技术等。这些技术突破是构建全球能源互联网的动力之源,对推动全球能源开发清洁化、低碳化十分重要。
2.电网技术
以电为中心、全球配置的能源发展格局,决定了电网技术在未来能源发展中的关键性作用,需要不断提高电网输送能力、配置能力和经济性,重点围绕电力系统各环节,加快坚强智能电网技术全面创新,主要领域包括特高压输电技术和装备、海底电缆技术、超导输电技术、直流电网技术、微电网技术和大电网运行控制技术等。这些技术突破是构建全球能源互联网的重要基础。
3.储能技术
储能技术发展是保障清洁能源大规模发展和电网安全经济运行的关键。储能技术可以在电力系统中增加电能存储环节,使得电力实时平衡的“刚性”电力系统变得更加“柔性”,特别是平抑大规模清洁能源发电接入电网带来的波动性,提高电网运行的安全性、经济性、灵活性。储能技术一般分为热储能和电储能,未来应用于全球能源互联网的主要是电储能。
4.信息通信技术
信息通信技术是实现电网智能化、互动化和大电网运行控制的重要基础,主要包括信息和通信两方面技术。信息技术侧重于信息的编码或解码,是有关信息的收集、识别、提取、变换、存储、传递、处理、检索、检测、分析和利用等的技术。通信技术是侧重于信息传播的传送技术,主要包含传输接入、网络交换、移动通信、无线通信、光纤通信、卫星通信、支撑管理、专网通信等技术。
本版内容综合《全球能源互联网》一书及相关报道整理
全球能源互联网的实质就是“智能电网+特高压电网+清洁能源”。其中,智能电网是基础,特高压电网是关键,清洁能源是根本。全球能源互联网能够连接“一极一道”(北极、赤道)和各洲、各国大型能源基地及各类分布式电源,能够将存在时区差、季节差的各大洲电网联接起来,突破资源瓶颈、环境约束和时空限制,将太阳能、风能、水能、海洋能等清洁能源转化为电能送到各类用户,实现风光互补、地区互济,保障能源供应,使全世界成为一个能源充足、天蓝地绿、亮亮堂堂、和平和谐的“地球村”。
延伸阅读
清洁能源、新能源、可再生能源有什么区别?
清洁能源:
即绿色能源,是指不排放污染物的能源,包括核能以及水能、风能、太阳能等其他可再生能源。
可再生能源:
是指原材料可以再生的能源,如水能、风能、太阳能、生物能(沼气)、海潮能这些能源。可再生能源不存在能源耗竭的可能。
新能源:
是指传统能源之外的各种能源形式。指刚开始开发利用或正在积极研究、有待推广的能源,如太阳能、地热能、风能、海洋能、波浪能、洋流能、潮汐能、生物质能和核聚变能等。
原标题:全球能源互联网——清洁能源共享之路