能源互聯(lián)網(wǎng)該如何面對危機(jī)與挑戰(zhàn)

　　導(dǎo)讀：構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，關(guān)鍵要加強(qiáng)特高壓和智能電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新，建立全球能源合作機(jī)制，共同推進(jìn)各國泛在智能電網(wǎng)、各洲互聯(lián)電網(wǎng)和跨洲特高壓骨干網(wǎng)架建設(shè)，加快構(gòu)建全球互聯(lián)的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。

　　全球能源的發(fā)展現(xiàn)狀 

　　全球能源發(fā)展經(jīng)歷了從薪柴時(shí)代到煤炭時(shí)代，再到油氣時(shí)代、電氣時(shí)代的演變過程。目前，世界能源供應(yīng)以化石能源為主，有力支撐了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展。適應(yīng)未來能源發(fā)展需要，水能、風(fēng)能、太陽能等清潔能源正在加快開發(fā)和利用，在保障世界能源供應(yīng)、促進(jìn)能源清潔發(fā)展中，將發(fā)揮越來越重要的作用。

　　長期以來，世界能源消費(fèi)總量持續(xù)增長，能源結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整。特別是近20年，世界能源發(fā)生了深刻變革，總體上形成煤炭、石油、天然氣三分天下，清潔能源快速發(fā)展的新格局。

　　1、能源資源 

　　全球能源資源主要有煤炭、石油、天然氣等化石能源和水能、風(fēng)能、太陽能、海洋能等清潔能源。全球化石能源資源雖然儲(chǔ)量大，但隨著工業(yè)革命以來數(shù)百年的大規(guī)模開發(fā)利用，正面臨資源枯竭、污染排放嚴(yán)重等現(xiàn)實(shí)問題；清潔能源不僅總量豐富，而且低碳環(huán)保、可以再生，未來開發(fā)潛力巨大。

　　截至2013年，全球煤炭、石油、天然氣剩余探明可采儲(chǔ)量分別為8915億噸、2382億噸和186萬億米，折合標(biāo)準(zhǔn)煤共計(jì)1.2萬億噸。按照目前世界平均開采強(qiáng)度，全球煤炭、石油和天然氣分別可開采113年、53年和55年。全球水能、風(fēng)能、太陽能等清潔能源資源非常豐富。據(jù)估算，全球清潔能源資源每年的理論可開發(fā)量超過150000萬億千瓦時(shí)，按照發(fā)電煤耗300克標(biāo)準(zhǔn)煤/（千瓦時(shí)）計(jì)算，約合45萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，相當(dāng)于全球化石能源剩余探明可采儲(chǔ)量的38倍。

　　2、能源消費(fèi) 

　　全球能源消費(fèi)呈現(xiàn)總量和人均能源消費(fèi)量持續(xù)“雙增”態(tài)勢。受世界人口增長、工業(yè)化、城鎮(zhèn)化等諸多因素拉動(dòng)，全球一次能源年消費(fèi)總量從53.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤增長到181.9億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，近50年時(shí)間增長了2.4倍，年均增長2.6%。亞太地區(qū)逐漸成為世界能源消費(fèi)總量最大、增速最快的地區(qū)。

　　世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)長期以化石能源為主，但其所占比重正在逐步下降，電能占終端能源消費(fèi)比重逐步提高。隨著電氣化水平提高，越來越多的煤炭、天然氣等化石能源被轉(zhuǎn)化成電能，化石能源在世界終端能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的比重持續(xù)下降。1973～2012年，煤炭、石油在世界終端能源消費(fèi)中的比重分別下降了3.6個(gè)、7.5個(gè)百分點(diǎn)，而電能所占比重從9.4%增長到18.1%，僅次于石油占比，位居第二位。

　　3、能源生產(chǎn) 

　　世界能源生產(chǎn)總量穩(wěn)步上升，化石能源逐步增加，清潔能源發(fā)展迅猛。工業(yè)化以來，化石能源支撐著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在化石能源生產(chǎn)中，石油目前占據(jù)著最重要的地位，其次是煤炭和天然氣。

　　進(jìn)入21世紀(jì)，風(fēng)能、太陽能等清潔能源發(fā)展迅猛。2000～2013年，全球風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機(jī)容量分別由1793萬千瓦、125萬千瓦增長到3.2億千瓦、1.4億千瓦，分別增長了17倍和111倍，年均增長率分別達(dá)到24.8%和43.7%。但由于基數(shù)小，風(fēng)能、太陽能等非水可再生能源比重仍然較低，占全球一次能源供應(yīng)總量的2.2%。

　　4、能源貿(mào)易 

　　全球能源貿(mào)易以化石能源為主，總量穩(wěn)步增加?；茉瓷a(chǎn)和消費(fèi)分布的不均衡，需要能源資源在世界范圍內(nèi)優(yōu)化配置。隨著海運(yùn)、鐵路、油氣管網(wǎng)等能源運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的逐步建立與完善，跨國跨洲能源貿(mào)易流量逐漸增大。

　　受電網(wǎng)輸電能力等因素限制，電力主要以國內(nèi)和區(qū)域內(nèi)平衡為主，跨國跨洲電力貿(mào)易規(guī)模較小，按熱值當(dāng)量計(jì)算，僅為全球化石能源貿(mào)易量的1.3%。目前，石油是全球貿(mào)易量最大的能源品種。

　　總之，全球能源生產(chǎn)與消費(fèi)結(jié)構(gòu)目前仍以化石能源為主，清潔能源和電力比重增長較快；由于能源分布不均衡，能源供需分離程度不斷加深，全球能源貿(mào)易規(guī)模不斷擴(kuò)大。

　　全球能源發(fā)展面臨哪些挑戰(zhàn)？ 

　　長期以來，化石能源支撐了工業(yè)文明發(fā)展，同時(shí)也帶來了環(huán)境污染、氣候變化等影響人類生存發(fā)展的現(xiàn)實(shí)難題，建立在化石能源基礎(chǔ)上的能源生產(chǎn)和消費(fèi)方式亟待轉(zhuǎn)變。同時(shí)，世界風(fēng)能、太陽能等清潔能源發(fā)電總體處于加快發(fā)展階段，在技術(shù)創(chuàng)新、設(shè)備研制、工程應(yīng)用及系統(tǒng)安全性、經(jīng)濟(jì)性上仍面臨較大挑戰(zhàn)。

　　1、能源供應(yīng)面臨挑戰(zhàn) 

　　在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下，世界能源消費(fèi)總量從1965年的53.8億噸標(biāo)準(zhǔn)煤增加到2013年的181.9億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，增長2.4倍。未來，世界能源消費(fèi)量仍將保持增長態(tài)勢。

　　化石能源儲(chǔ)量有限，具有不可再生性，大規(guī)模開發(fā)利用必將導(dǎo)致資源加速枯竭。目前，容易開采的石油正迅速減少并逐漸集中到極少數(shù)國家，容易挖掘的煤炭也只剩下幾十年的開采期。

　　從布局看，世界能源資源與能源消費(fèi)呈逆向分布，能源開發(fā)越來越向少數(shù)國家和地區(qū)集中。部分資源匱乏國家能源對外依存度不斷提高，能源供應(yīng)鏈脆弱，安全問題突出。

　　能源供應(yīng)成本是影響能源發(fā)展的重要經(jīng)濟(jì)因素，目前化石能源與清潔能源供應(yīng)成本總體呈現(xiàn)出“一升一降”的趨勢。化石能源開采成本逐漸增長。清潔能源開發(fā)成本逐步下降，但仍處于高位。未來需要進(jìn)一步提高清潔能源的經(jīng)濟(jì)性，使其具備市場競爭能力，才能真正實(shí)現(xiàn)清潔能源對化石能源的大規(guī)模替代。

　　2、能源環(huán)境面臨挑戰(zhàn) 

　　化石能源燃燒是全球溫室氣體排放的主要來源。能源活動(dòng)在當(dāng)前及今后較長時(shí)期依然是影響溫室氣體排放的決定性因素。溫室氣體排放帶來的溫室效應(yīng)，對人類生存發(fā)展構(gòu)成以下四大威脅，包括陸地面積縮減、大量物種滅絕、威脅食物供應(yīng)、危害人類健康。

　　化石能源燃燒排放大量的煙塵等污染物，導(dǎo)致灰霾頻發(fā)，嚴(yán)重危害人類的身體健康。自工業(yè)革命以來，以氮氧化物、碳?xì)浠衔锛岸挝廴疚镄纬傻募?xì)粒子污染為特征的復(fù)合型污染在大多數(shù)發(fā)達(dá)國家和部分發(fā)展中國家已經(jīng)出現(xiàn)，導(dǎo)致大氣能見度日趨下降，灰霾天數(shù)增加，人類健康受到威脅。大量化石能源在開采、運(yùn)輸、使用的各環(huán)節(jié)對水質(zhì)、土壤、大氣等自然生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染和破壞。

　　3、能源配置面臨挑戰(zhàn) 

　　全球化石能源配置具有總量大、環(huán)節(jié)多、輸送距離遠(yuǎn)等特征?，F(xiàn)有海運(yùn)、鐵路、公路等傳統(tǒng)化石能源運(yùn)輸方式通常鏈條長、效率低，需要幾種運(yùn)輸方式相互銜接才能完成整個(gè)能源運(yùn)輸過程，在能源輸送過程中易受外界因素影響。

　　世界能源向清潔化發(fā)展，電能遠(yuǎn)距離、大范圍配置的重要性將越來越凸顯，但現(xiàn)有電力配置能力明顯不足。為應(yīng)對全球能源總量供應(yīng)及能源環(huán)境的挑戰(zhàn)，大力發(fā)展清潔能源勢在必行，世界能源結(jié)構(gòu)正在經(jīng)歷從化石能源為主向清潔能源為主轉(zhuǎn)變。隨之而來的，世界能源配置需求也將從目前的化石能源為主逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵞茉礊橹?。適應(yīng)清潔能源大規(guī)模開發(fā)的需要，應(yīng)加快構(gòu)建全球電力高效配置平臺(tái)。隨著清潔能源的大規(guī)模開發(fā)，必將形成以電力為主導(dǎo)的能源配置格局，亟待建立以清潔能源為主導(dǎo)、以電為中心、更高電壓等級(jí)、更大輸電容量、更遠(yuǎn)距離的全球能源配置網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，以滿足清潔能源的大規(guī)模、遠(yuǎn)距離配置的需要。

　　4、能源效率面臨挑戰(zhàn) 

　　當(dāng)前，無論是化石能源，還是清潔能源，其開發(fā)、配置、利用效率仍不夠高，有很大的提升空間。

　　開發(fā)環(huán)節(jié)存在資源開發(fā)利用率低、能源轉(zhuǎn)換效率低的問題?；茉磁渲铆h(huán)節(jié)多，配置效率不高?；茉闯瞬糠种苯幼鳛榻K端能源使用外，還有相當(dāng)部分煤炭、天然氣，甚至燃油用于發(fā)電。這部分化石能源要經(jīng)過多個(gè)環(huán)節(jié)輸送至電廠，中間環(huán)節(jié)多，由此造成的能源損耗大。使用環(huán)節(jié)，能源利用效率低，電能占終端能源消費(fèi)比重低。提高電能在終端能源消費(fèi)中的比重，可以增加經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，提高全社會(huì)整體能效。

　　如何推進(jìn)全球能源互聯(lián)網(wǎng)？ 

　　構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，關(guān)鍵要加強(qiáng)特高壓和智能電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新，建立全球能源合作機(jī)制，共同推進(jìn)各國泛在智能電網(wǎng)、各洲互聯(lián)電網(wǎng)和跨洲特高壓骨干網(wǎng)架建設(shè)，加快構(gòu)建全球互聯(lián)的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。綜合考慮全球能源分布、清潔能源發(fā)展、能源供需、能源輸送等因素，未來全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展可以劃分為洲內(nèi)互聯(lián)、跨洲互聯(lián)和全球互聯(lián)三個(gè)發(fā)展階段。

　　第一階段：洲內(nèi)互聯(lián) 

　　到2020年，推動(dòng)形成共識(shí)；到2030年，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較優(yōu)勢，啟動(dòng)大型清潔能源基地建設(shè)，加強(qiáng)洲內(nèi)國家之間電網(wǎng)的互聯(lián)。

　　各大洲加快開發(fā)清潔能源，通過各大洲內(nèi)的互聯(lián)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)清潔能源輸送和消納。如東北亞電網(wǎng)互聯(lián)、北美電網(wǎng)互聯(lián)、歐洲統(tǒng)一電網(wǎng)互聯(lián)、拉美電網(wǎng)互聯(lián)、非洲中南部電網(wǎng)互聯(lián)等?？鐕ヂ?lián)電網(wǎng)快速發(fā)展，在滿足清潔能源消納范圍不斷擴(kuò)大需求的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)各國不同季節(jié)、不同時(shí)段、不同類型電力資源的互補(bǔ)和互濟(jì)，提高能源系統(tǒng)效率和經(jīng)濟(jì)性。各國加強(qiáng)國內(nèi)堅(jiān)強(qiáng)網(wǎng)架的建設(shè)和全國互聯(lián)，以更好地融入洲內(nèi)聯(lián)網(wǎng)，更加有效地接納洲內(nèi)配置的清潔能源。

　　第二階段：跨洲互聯(lián) 

　　2030～2040年，發(fā)展重點(diǎn)是在繼續(xù)加強(qiáng)各洲主要國家電網(wǎng)互聯(lián)的基礎(chǔ)上，按照先易后難的次序，推動(dòng)“一極一道”等大型能源基地開發(fā)和跨洲聯(lián)網(wǎng)取得重要進(jìn)展。

　　洲內(nèi)互聯(lián)電網(wǎng)的網(wǎng)架不斷完善，隨著北極地區(qū)風(fēng)電、赤道地區(qū)太陽能發(fā)電等全球重點(diǎn)清潔能源基地的大規(guī)模開發(fā)，跨洲遠(yuǎn)距離輸電和跨洲電網(wǎng)互聯(lián)成為全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主導(dǎo)方向?？缰揲g的多類型電力資源互補(bǔ)、利用時(shí)差的跨洲電力互濟(jì)效益更加顯著，全球能源互聯(lián)網(wǎng)初具規(guī)模。

　　這一階段要著重推進(jìn)北極地區(qū)電力外送通道、赤道地區(qū)電力外送通道，以及亞歐洲際輸電通道、亞洲與北美洲聯(lián)網(wǎng)通道、歐洲與非洲聯(lián)網(wǎng)通道、亞洲南部與非洲聯(lián)網(wǎng)通道、北美洲與南美洲聯(lián)網(wǎng)通道等的建設(shè)，建立全球能源互聯(lián)網(wǎng)的合作推進(jìn)和協(xié)調(diào)機(jī)構(gòu)，初步形成全球能源互聯(lián)網(wǎng)的合作機(jī)制。

　　第三階段：全球互聯(lián) 

　　2040～2050年，按照重點(diǎn)突破、全面推進(jìn)的思路，加快全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，逐步形成全球互聯(lián)格局，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)替代”目標(biāo)。

　　隨著全球太陽能、風(fēng)能等清潔能源基地全面開發(fā)建成，清潔能源發(fā)電替代化石能源并占據(jù)主導(dǎo)地位，化石能源開發(fā)、輸送和消費(fèi)規(guī)模明顯下降，基本實(shí)現(xiàn)各洲、各國電網(wǎng)互聯(lián)互通，全球能源互聯(lián)網(wǎng)全面建成，成為全球清潔能源優(yōu)化配置平臺(tái)。

　　全球能源互聯(lián)網(wǎng)的組織機(jī)制和運(yùn)行機(jī)制完善，全球調(diào)控中心建立并與各洲調(diào)度中心、各國調(diào)控中心形成分區(qū)分層控制的調(diào)控體系。全球化的電力市場建立，跨國跨洲電力市場交易電量占電力總消費(fèi)的比例大幅提高。