全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方向

蘇麗亞·地里夏提　張宜娟　丁雅茹

摘 要：目前，以煤炭和石油消耗為主的化石能源正逐步被風能、太陽能等清潔能源所代替，能源使用的變遷必將掀起新的能源利用革命。全球能源互聯(lián)網(wǎng)將帶來新一輪的能源變革，通過全球視野來研究世界能源，可持續(xù)發(fā)展這一事關(guān)全人類共同利益的重大命題。全球能源互聯(lián)網(wǎng)的實現(xiàn)方法是以智能電網(wǎng)、特高壓技術(shù)革命為主，分析全球化石能源和清潔能源的歷史角色，用全新立場和觀點來研究解決全球能源可持續(xù)發(fā)展問題，揭示能源的發(fā)展趨勢，清潔替代和電能替代將成為全球能源發(fā)展的戰(zhàn)略方向。

關(guān)鍵詞：能源互聯(lián)網(wǎng) 特高壓電網(wǎng) 清潔能源

中圖分類號：TM75 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）11（c）-0008-02

全球能源互聯(lián)網(wǎng)充分利用特高壓輸電網(wǎng)，大規(guī)模地輸送清潔能源，是一個清潔能源的平臺，就某一個國家或區(qū)域很難實現(xiàn)，各個國家能源資源不同，能源利用情況不同，只有實現(xiàn)能源合作才能達到共贏的目標。隨著人們利用能源觀念的逐步轉(zhuǎn)變，優(yōu)化現(xiàn)有能源利用結(jié)構(gòu)，即逐步減少化石能源的消耗，增加以風電、光伏為主的清潔能源的利用率，是當前世界各國需要做的。建立全球能源互聯(lián)網(wǎng)是當今世界發(fā)展的趨勢，全球能源互聯(lián)網(wǎng)有助于提高清潔能源利用率，通過建設(shè)特高壓電網(wǎng)來改善現(xiàn)有電網(wǎng)，使清潔能源發(fā)展方向更加明確，“一極一道”等清潔能源富集區(qū)的能源利用成為可能，全球電網(wǎng)的聯(lián)網(wǎng)規(guī)模逐步加大。

1 全球智能電網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀

美國西北太平洋智能電網(wǎng)項目：投資1.8億美元，涉及6萬用戶，覆蓋儲能、需求響應、可再生能源并網(wǎng)等多個領(lǐng)域。

德國“E-Energy”計劃：投資約1.4億歐元，建設(shè)6個示范項目。

韓國濟州島智能電網(wǎng)項目：投資2.32億美元，面積185 km2，7 000個家庭，最大負荷1.8萬kW，可再生能源裝機5～6 MW，占當?shù)乜傃b機30%。

1.1 世界清潔能源發(fā)展迅猛

（1）風電：風機技術(shù)不斷突破，風功率預測精度大幅提升最大單機容量已達8 MW，低速風機最低年均風速降至5.2 m/s左右，智能風機發(fā)電效率提升15%～20%，風功率預測系統(tǒng)適用于多種地形和氣候，精度達85%以上。1998—2013年風力發(fā)電機組主要指標變化情況如圖1所示[1]。

（2）太陽能發(fā)電。

晶硅電池：轉(zhuǎn)化效率20%。

薄膜電池：轉(zhuǎn)化效率15%。鈣鈦礦型太陽能電池轉(zhuǎn)化效率19.6%，未來有望達到50%。

光熱發(fā)電：超臨界技術(shù)可將發(fā)電效率從25%提升到30%以上，配置儲能裝置可實現(xiàn)24 h連續(xù)發(fā)電。

1.2 大電網(wǎng)互聯(lián)成為重要發(fā)展方向

中國互聯(lián)電網(wǎng)實現(xiàn)除臺灣外全國互聯(lián)，2020年，將形成“三華”同步電網(wǎng)，目前“三華”地區(qū)：面積268萬km2。

裝機：6.7億kW，GDP：7.7萬億美元。

總之，構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)符合人類共同利益和世界能源利用發(fā)展規(guī)律，其中的特高壓輸變電技術(shù)、智能電網(wǎng)技術(shù)和清潔能源利用技術(shù)已經(jīng)得到了較快的發(fā)展，目前已經(jīng)建成的和即將建成的歐亞大陸特高壓輸電網(wǎng)是全球能源互聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分，基于現(xiàn)有的工程實踐，新技術(shù)的廣泛應用，構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)是可行的。

能源的使用變革必須以更廣闊的視野來看待，可持續(xù)發(fā)展是未來能源利用的基礎(chǔ)。美國著名學者杰里米·里夫金在其新著《第三次工業(yè)革命》一書中，提出了能源互聯(lián)的構(gòu)想[2]，關(guān)于能源互聯(lián)的構(gòu)想主要是從哲學和經(jīng)濟學層面提出的，只是一種新能源經(jīng)濟思維?！盎ヂ?lián)網(wǎng)技術(shù)與可再生能源融合”的提法是無可非議的，但具體的結(jié)合卻必須由專業(yè)人員根據(jù)技術(shù)特性和實際需要確定?；谖覈膶嶋H能源結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)分布特點，劉振亞先生提出了“全球能源互聯(lián)網(wǎng)”的發(fā)展構(gòu)想，并結(jié)合我國特有的實際情況，發(fā)展了能源互聯(lián)網(wǎng)概念，給出了全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的科學方向。

2 構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)的必要性

能源利用的可持續(xù)性要求加快推進電能替代和清潔能源替代化石能源。要實現(xiàn)這“兩個替代”，關(guān)鍵在于如何大規(guī)模輸送清潔能源，合理建設(shè)特高壓網(wǎng)絡(luò)，隨著“兩個替代”的加快推進，越來越多的化石能源被清潔能源所代替，電能消耗越來越大，電網(wǎng)逐步成為能源利用的平臺，這樣能有效促進各國電網(wǎng)之間的互聯(lián)，有利于逐步實現(xiàn)全球能源互聯(lián)網(wǎng)，使清潔能源得到最廣泛的應用。

3 全球能源互聯(lián)網(wǎng)可行性分析

全球能源互聯(lián)網(wǎng)的可行性分析如下：一方面，隨著大氣環(huán)境的逐步惡化，人們對清潔能源的開發(fā)越來越迫切，因此，清潔能源開發(fā)的相關(guān)技術(shù)會快速發(fā)展，未來世界將是以清潔能源為主的世界，化石能源只是作為備用而存在。另一方面，隨著我國和世界各國大力發(fā)展智能電網(wǎng)技術(shù)，例如，美國大力發(fā)展智能電網(wǎng)技術(shù)，歐洲大力發(fā)展智能配電技術(shù)，尤其是特高壓技術(shù)，必將使清潔能源的大規(guī)模轉(zhuǎn)移成為可能[3]。

多年來，世界各國都不同程度地研發(fā)特高壓和直流輸電技術(shù)，目前特高壓和直流輸電是不同區(qū)域和國家之間電網(wǎng)能量傳輸?shù)幕九渲?。前蘇聯(lián)研究了特高壓輸電技術(shù)，建立了從西伯利亞到莫斯科的1 000 kV特高壓輸電線，但是由于絕緣技術(shù)落后，降壓到5 00 kV運行，但是該項目的投產(chǎn)為特高壓的發(fā)展奠定了最初的基礎(chǔ)，使人們意識到特高壓絕緣技術(shù)是特高壓發(fā)展的瓶頸，需投入大量的人力和物力進行相關(guān)研究。美國、日本等發(fā)達國家在特高壓相關(guān)設(shè)備方面投入了大量的研究和開發(fā)。我國目前建設(shè)和投入運行了3條1 000 kV特高壓輸電線路，在運在建特高壓輸電線路長度近1.6萬km，變電（換流）容量近1.6億kW，建設(shè)和投入運行了4條正負800kV直流輸電線路，而且和巴西簽訂了兩條正負800 kV直流輸電線路建設(shè)合同，說明特高壓在全球是可行的[4]。

4 結(jié)語

綜上所述，全球能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展是世界能源利用發(fā)展的必然結(jié)果，特高壓技術(shù)是全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的骨架和基礎(chǔ)，現(xiàn)有的特高壓建設(shè)實踐證明了特高壓電網(wǎng)建設(shè)和運行的可行性，也間接證明了建設(shè)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的可行性。

參考文獻

[1] 劉振亞.全球能源互聯(lián)網(wǎng)[M].北京：中國電力出版社，2015.

[2] （美）杰里米·里夫金.第三次工業(yè)革命[M].北京：中信出版社，2012.

[3] 劉振亞.中國電力與能源[M].北京：中國電力出版社，2012.

[4] 曾鳴，王世成.全球能源互聯(lián)推動能源社會可持續(xù)發(fā)展[J].中國電力企業(yè)管理，2015（4）：14-17.

[5] 董朝陽，趙俊華，文福拴，等.從智能電網(wǎng)到能源互聯(lián)網(wǎng)：基本概念與研究框架[J].電力系統(tǒng)自動化，2014，38（15）：1-11.