浅析全球能源互联网的构建

浅析全球能源互联网的构建

姜智文李慧岩王雪峰

国网白山供电公司

【摘要】全球能源互联网是全球能源可持续发展的必然选择，它的形成与发展将对人类的社会生活、地球的自然生态环境和各国的发展状况产生重大影响。借助全球能源互联网，人类文明将走向更高阶段，政治和谐、生态和谐、人类和谐的场景将在全球范围内得以实现，开启世界文明的新篇章。

【关键词】全球能源互联网；特高压交直流输电；智能电网；新能源

一、构建全球能源互联网的必要性

地球上清洁能源丰富，水能资源超过50亿千瓦，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。仅开发其中的一小部分就可以满足未来人类社会全部能源需求。因此，在能源开发环节实施清洁替代，以清洁能源替代化石能源，是未来全球能源发展的必然趋势和出路；电能具有清洁、高效、便捷的特点，所有的化石能源和清洁能源都可以转换成电能，电能也可以较为方便、高效地转换为机械能、热能等其他形式的能源并实现精密控制，电能成为了不同能源形式相互转化的枢纽，同时电能可以大规模生产、远距离输送并瞬时送至用户端，因此，在能源消费环节实施电能替代是能源消费格局调整的必然选择。

要实现全球能源的可持续发展，必须加快推进清洁替代和电能替代。要实现这“两个替代”关键在于构建以特高压为骨干网架，以清洁能源为主导，全球互联泛在的坚强智能电网即全球能源互联网。同时，随着“两个替代”的加快推进，清洁能源利用规模越来越大，电能在终端能源需求中的比例越来越高，电网配置能源资源的效益更加显著，将进一步促进全球范围内电网的互联互通，逐步实现电网全球互联、清洁能源全球配置，形成全球互联的坚强智能电网。

构建全球能源互联网，关键要加强特高压和智能电网技术创新，建立以特高压电网为骨干网架，以输送清洁能源为主导，全球互联泛在的坚强智能电网。当前，要科学谋划“十三五”电网发展，优化电网发展格局，适应清洁能源大规模开发和用电多样化的需要；充分发挥防灾减灾中心、电科院、经研院和带电作业中心的功能作用，围绕特高压运行控制、防灾减灾等核心关键技术，加大技术创新力度，推动产学研协同攻关，提前做好特高压人才与技术储备；统筹电网发展和信息化企业、数字化电网建设等工作，实施电网智能化工程，全面推进智能电网试点示范项目建设。

二、构建中国能源互联网，加快电力转型发展

我国是世界第一大能源和电力消费国，但能源资源相对匮乏，能源结构以煤为主，石油、天然气对外依存度已达到60%和30%。要实现“两个一百年”奋斗目标，未来能源和电力需求仍将保持刚性增长。保障能源安全发展、清洁发展、可持续发展面临巨大挑战。

我国能源资源与需求逆向分布的基本国情，决定了必须实施大规模西电东送、北电南供，在全国范围优化能源配置。长期以来，由于能源配置方式过度依赖输煤，电力发展方式以就地平衡为主，导致重复建设和投资浪费，煤电油运紧张局面反复出现，东中部地区空气、水质、土壤等污染严重，温室气体排放愈演愈烈。目前全国75%左右的煤电装机（发电量占全国的76%）集中在东中部地区，大大超出环境承载能力。雾霾严重的京津冀鲁、长三角地区煤电装机分别超过1.3亿、1.5亿千瓦，占全国的15%和17%，单位国土面积煤电装机分别为西北地区的13倍、26倍。长三角地区每年每平方公里二氧化硫排放量达到45吨，是全国平均水平的20倍。

我国政府高度重视、大力推动清洁能源发展，取得了举世瞩目的成就。我国成为世界第一风电大国。国家电网成为全球接入风电规模最大、太阳能发电增速最快的电网。无论是我国还是世界，新能源技术进步和发展势头都比预期更快更猛。我国清洁能源主要集中在西南和“三北”地区，无法就地消纳，必须通过大电网在全国优化配置和消纳。由于缺乏电源与电网统一规划，一些地区风电、光伏发电无序发展，电网优化配置能力不足，导致弃水弃风弃光问题突出。要解决这些问题，关键是坚持绿色低碳发展方向，加快水电、风电、太阳能发电等清洁能源开发，加快构建基于特高压的中国能源互联网，实现全国能源优化配置，从根本上转变过度依赖输煤的能源发展方式和就地平衡的电力发展方式，保障能源安全、清洁、高效、可持续供应，满足经济、社会、环境协调发展的需求。

目前，加快清洁发展、构建中国能源互联网的条件已经具备。我国已实现特高压、智能电网全部关键设备的自主化生产，产能供应充足。为加快构建中国能源互联网，促进构建全球能源互联网，提出三点建议：一是大力推动清洁能源发展，二是创新推动能源转型升级，三是共同推动构建全球能源互联网。

三、构建全球能源互联网重点工作

3.1开发“一极一道”等大型能源基地

北极地区风能资源丰富，平均风能密度超过400瓦/平方米，风电技术可开发量超过80万亿千瓦时/年。赤道带是世界太阳能资源最富集的地区，综合考虑太阳能辐射量及地形地貌等因素，估算北非、中东地区、澳大利亚、南美中北部地区的年技术可开发量分别达到27万亿、9万亿、15万亿和5万亿千瓦时、全球水能资源年技术可开发量为16万亿千瓦时、我国清洁能源资源丰富，水电可开发资源6亿千瓦，风能、太阳能可开发资源分别为25亿、27亿千瓦、随着可再生能源发电技术和储能技术的突破，以“一极一道”大型能源基地为重点，优化开发各大洲风电、太阳能发电以及主要流域水电、近海地区海洋能和各地分布式电源，清洁能源完全能满足未来全球能源需求。

3.2构建全球特高压骨十网架

建设跨洲特高压骨十通道：形成连接“一极一道”大型能源基地与亚洲、欧洲、非洲、北美、南美的全球能源系统，实施清洁能源跨洲配置；建设洲内跨国特高压线路，适应洲内国家之间大容量、远距离输电或功率交换需求，提高洲内电网互济能力；建设国家级特高压电网，根据各国资源禀赋和需要，形成特高压交流骨十网架和连接国内大型能源基地与主要负荷中心的特高压直流输电通道。

3.3推动智能电网广泛应用

智能电网对风电、太阳能发电、海洋能发电等间歇式电源以及其它分布式电源具有很强的适应性，能够保障各类能源的友好接入和各种用能设备即接即用；能够与互联网、物联网、智能移动终端等相互融合，满足用户多样化需求。将智能电网建设与可再生能源发展、战略性新兴产业发展、互联网和物联网建设结合起来，服务智能家居、智能社区、智能交通、智慧城市发展。

3.4强化能源与电力技术创新

重大技术突破将大幅提高能源供应的安全性、经济性，破解能源发展瓶颈，带来发展格局和发展道路的重大变化。全球能源互联网发展进程很大程度上取决于重大技术突破。这主要包括清洁发电和用电技术：大容量和高参数风机、高效率光能转换、大规模海洋能发电、可再生能源大规模开发及联合调控、高效电能替代等；特高压和智能电网技术：特高压交直流及海底电缆、大容量柔性交直流输电、高压直流断路器、气体/固体绝缘昔道输电、高温超导输电、新一代智能变电站等；先进储能技术：大规模储能电池制造和大容量成组、电化学储能、飞轮储能、超导储能、超级电容器储能等；电网控制技术：特大型交直流电网运行控制、大系统仿真计算、分布式发电协调控制、微电网集群控制、电力信息海量数据采集与处理等。

参考文献：

[1]刘振亚.中国电力与能源[M].北京：中国电力出版社，2012.

[2]刘振亚.全球能源互联网[M].北京：中国电力出版社，2015.

[3]李俊峰.全球能源互联网促进“世界资源共享”[J].中国电力企业管理，2015，07：22-23.