全球水能資源超過50億千瓦, 陸地風能資源超過1萬億千瓦,太陽能資源超過100萬億千瓦,遠遠超過人類社會全部能源需求。隨著技術進步和新材料應用,風能、太陽能、海洋能等清潔能源開發效率不斷提高,技術經濟性和市場競爭力逐步增強,將成為世界主導能源。過去5年,我國風電開發成本從1萬元/千瓦降至7000元/千瓦,累計下降30%;太陽能發電開發成本從13元/瓦降至4.5元/瓦,累計下降65%。電能作為優質,清潔,高效的二次能源,是未來最重要的能源形式,絕大多數能源需求都可由電能替代。“兩個替代”是世界能源發展的必然趨勢,全球能源互聯網是未來能源發展的戰略方向。構建全球能源互聯網,實施“兩個替代”,是實現能源安全、清潔、高效、可持續發展的必由之路。
加快構建全球能源互聯網
2014年以來,國家電網公司對全球能源互聯網進行了深入研究,先后在國際電氣電子工程師學會電力能源協會年會、聯合國氣候變化首腦峰會、埃森哲全球能源委員會會議、首屆可持續城鎮化首席執行官理事會會議、以及國際電氣電子工程師學會科普論壇,《福布斯》雜志上發表成果,引起廣泛關注。
構建全球能源互聯網包括洲內聯網,洲際聯網和全球互聯。 從現在到2030年,推動形成共識和框架方案,啟動大型能源基地建設,加強洲內聯網;2030~2040年,推動各洲主要國家電網實現互聯,“一極一道”等大型能源基地開發和跨洲聯網取得重要進展;2040~2050年, 形成全球互聯格局,基本建成全球能源互聯網,逐步實現清潔能源占主導的目標。屆時,將建設北極風電基地,通過特高壓交直流向亞洲,北美,歐洲送電,實現這三大洲電網互聯;建設北非,中東太陽能發電基地,通過特高壓交直流向北送電歐洲,向東送電亞洲,實現非洲,歐洲,亞洲電網互聯(建設南美赤道附近地區,大洋洲太陽能發電基地,分別實現北美與南美,亞洲與大洋洲聯網和輸電;同時加快開發各大洲集中式和分布式電源, 實現各洲內跨國聯網和輸電,總體形成承載世界清潔能源高效開發,配置和利用的全球能源互聯網,保障全球能源安全可靠供應。通過分層分區,緊密協調的電力調控和交易體系, 實現全球能源互聯網安全、經濟、高效運行。
構建全球能源互聯網有四個重點:
一是開發“一極一道”等大型能源基地。北極地區風能資源豐富,平均風能密度超過400瓦/平方米,風電技術可開發量超過80萬億千瓦時/年。赤道帶是世界太陽能資源最富集的地區, 綜合考慮太陽能輻射量及地形地貌等因素,估算北非、中東地區、澳大利亞、南美中北部地區的年技術可開發量分別達到27萬億、9萬億、15萬億和5萬億千瓦時。全球水能資源年技術可開發量為16萬億千瓦時。我國清潔能源資源豐富,水電可開發資源6億千瓦,風能、太陽能可開發資源分別為25億、27億千瓦。 隨著可再生能源發電技術和儲能技術的突破,以“一極一道”大型能源基地為重點,優化開發各大洲風電,太陽能發電以及主要流域水電,近海地區海洋能和各地分布式電源,清潔能源完全能滿足未來全球能源需求。
二是構建全球特高壓骨干網架。建設跨洲特高壓骨干通道:形成連接“一極一道”大型能源基地與亞洲、歐洲、非洲、北美、南美的全球能源系統,實施清潔能源跨洲配置;建設洲內跨國特高壓線路, 適應洲內國家之間大容量,遠距離輸電或功率交換需求,提高洲內電網互濟能力;建設國家級特高壓電網,根據各國資源稟賦和需要,形成特高壓交流骨干網架和連接國內大型能源基地與主要負荷中心的特高壓直流輸電通道。
三是推動智能電網廣泛應用。 智能電網對風電,太陽能發電, 海洋能發電等間歇式電源以及其它分布式電源具有很強的適應性, 能夠保障各類能源的友好接入和各種用能設備即接即用;能夠與互聯網、物聯網、智能移動終端等相互融合,滿足用戶多樣化需求。 將智能電網建設與可再生能源發展,戰略性新興產業發展,互聯網和物聯網建設結合起來,服務智能家居,智能社區,智能交通,智慧城市發展。
四是強化能源與電力技術創新。重大技術突破將大幅提高能源供應的安全性、經濟性,破解能源發展瓶頸,帶來發展格局和發展道路的重大變化。全球能源互聯網發展進程很大程度上取決于重大技術突破。這主要包括清潔發電和用電技術:大容量和高參數風機、高效率光能轉換、大規模海洋能發電、可再生能源大規模開發及聯合調控、高效電能替代等;特高壓和智能電網技術:特高壓交直流及海底電纜、大容量柔性交直流輸電、高壓直流斷路器、氣體、固體絕緣管道輸電、高溫超導輸電、新一代智能變電站等;先進儲能技術:大規模儲能電池制造和大容量成組、電化學儲能、飛輪儲能、超導儲能、超級電容器儲能等;電網控制技術:特大型交直流電網運行控制、大系統仿真計算、分布式發電協調控制、微電網集群控制、電力信息海量數據采集與處理等。