如何構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)

熱心網(wǎng)友：能源的生產(chǎn)與利用，必須與時(shí)俱進(jìn)。能源領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)展問(wèn)題，必須時(shí)刻予以重視。全球能源互聯(lián)網(wǎng)的建立，可以使能源領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)展得到有益幫助和促進(jìn)。

熱心網(wǎng)友：7月27日至31日，電氣與電子工程師學(xué)會(huì)電力與能源協(xié)會(huì)2014年年會(huì)在美國(guó)華盛頓特區(qū)蓋洛德國(guó)家會(huì)議中心舉行，會(huì)議主題為“繪制新的能源未來(lái)藍(lán)圖”。國(guó)家電網(wǎng)公司董事長(zhǎng)劉振亞在會(huì)上發(fā)表署名文章《構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，服務(wù)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展》。文章指出，只有樹立全球能源觀，構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，統(tǒng)籌全球能源資源開發(fā)、配置和利用，才能保障能源的安全、清潔、高效和可持續(xù)供應(yīng)。由此，《能源評(píng)論》組織召開第19次學(xué)術(shù)沙龍，中國(guó)科學(xué)院院士何祚庥、國(guó)家電網(wǎng)公司能源研究院總經(jīng)濟(jì)師魏玢、埃森哲公司大中華區(qū)副總裁兼能源資源事業(yè)部董事總經(jīng)理丁民丞等專家一同為讀者描繪出“全球能源互聯(lián)網(wǎng)”的未來(lái)圖景……“后天”并不遙遠(yuǎn)一場(chǎng)急劇的氣候變化之后，地球一片蒼茫，空氣稀薄，植物枯萎，到處是一眼望不到邊的廢墟，幸存者們?yōu)榱松?，?zhēng)奪緊缺的資源和食物，在無(wú)望中苦苦掙扎……這是以《后天》為代表的一系列災(zāi)難電影中常常上演的鏡頭和情節(jié)，反映出人們對(duì)于持續(xù)惡化的氣候的擔(dān)憂，對(duì)資源耗盡后生存的恐慌。也許有人會(huì)說(shuō)，這完全是杞人憂天，這樣的日子只是電影為了博取票房的噱頭。然而，越來(lái)越多的數(shù)據(jù)和事實(shí)顯示，電影中資源耗盡、氣候惡化的情形，已經(jīng)在現(xiàn)實(shí)中逐步向我們逼近。20世紀(jì)70年代的兩次石油危機(jī)以及90年代的第三次石油危機(jī)，引發(fā)了世界能源的長(zhǎng)期結(jié)構(gòu)性變化。能源生產(chǎn)和消費(fèi)總量持續(xù)增大，化石能源的大量開發(fā)和利用，導(dǎo)致能源資源的緊張、環(huán)境污染以及全球氣候變化等問(wèn)題日益突出，長(zhǎng)期被化石燃料主宰的全球能源經(jīng)濟(jì)，正在步入一個(gè)危險(xiǎn)而不穩(wěn)定的困局。詳情點(diǎn)擊原文閱讀BP最新發(fā)布的《2014年世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒》顯示，截至2013年年底，世界石油探明儲(chǔ)量為1.6879萬(wàn)億桶，可以滿足全球53.3年的生產(chǎn)需要;全球天然氣探明儲(chǔ)量為185.7萬(wàn)億立方米，可以保證全球54.8年的生產(chǎn)需要;全球煤炭探明儲(chǔ)量為8915億噸，可以保證全球113年的生產(chǎn)需要。與支撐當(dāng)前世界經(jīng)濟(jì)的化石能源供應(yīng)危機(jī)重重相伴隨的，是人類生產(chǎn)、生活對(duì)能源不曾消減的旺盛需求。過(guò)去的十年中，全球一次能源消費(fèi)量的年平均增速為2.5%，雖然由于世界經(jīng)濟(jì)整體疲軟的原因，2013年全球一次能源消費(fèi)量只增加了2.3%，低于過(guò)去十年的平均值，但這種增長(zhǎng)的勢(shì)頭并沒(méi)有改變。有人將消除能源供應(yīng)緊缺和能源需求增長(zhǎng)之間矛盾的希望寄托在化石能源開采量的增長(zhǎng)之上，寄托在以頁(yè)巖氣為主的新型化石能源的開發(fā)利用上。然而，地球的容量有限，所蘊(yùn)含的礦產(chǎn)資源更為有限，化石能源開發(fā)利用過(guò)程中對(duì)地球環(huán)境的破壞、對(duì)氣候變化的惡劣影響不容忽視。如若要以榨干地球最后一滴“油水”，來(lái)?yè)Q取支撐人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能源動(dòng)力，那無(wú)異于飲鴆止渴。因此，要緩解能源危機(jī)，保障能源安全，保護(hù)人類賴以生存的自然環(huán)境，有效遏制和推遲“后天”的到來(lái)，必須更多地將未來(lái)能源的希望，未來(lái)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的動(dòng)力，寄托在清潔能源的開發(fā)利用和新的能源變革上。而全球能源互聯(lián)網(wǎng)為正在步入困局的世界，構(gòu)建了一種全新的能源結(jié)構(gòu)和能源經(jīng)濟(jì)模式。誰(shuí)是能源革命的主角1881年，被譽(yù)為熱力學(xué)之父的世界著名科學(xué)家威廉·湯姆森，就對(duì)當(dāng)時(shí)的“日不落帝國(guó)”英國(guó)脆弱的能源基礎(chǔ)提出了警告。雖然煤炭帶來(lái)的大工業(yè)革命，催生了英國(guó)的強(qiáng)大，但湯姆森認(rèn)為，英國(guó)的輝煌時(shí)期即將謝幕，因?yàn)椤笆澜绲叵绿N(yùn)藏的煤炭將要枯竭”，唯一的希望是“風(fēng)車或者風(fēng)機(jī)將會(huì)以某種形式再次興起?！睖飞谝话俣嗄昵皩?duì)于英國(guó)的“忠告”，不僅現(xiàn)在成為了世界各國(guó)都在面臨的困境——化石能源枯竭，而且也具有遠(yuǎn)見(jiàn)性地預(yù)測(cè)了世界能源新的革命——以新能源和可再生能源為代表的清潔能源的興起。詳情點(diǎn)擊原文閱讀魏玢指出，在全球能源互聯(lián)網(wǎng)的框架下，世界能源結(jié)構(gòu)將以新能源和可再生能源為主體，通過(guò)大規(guī)模開發(fā)利用清潔能源，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高能源效率，不斷超越和替代以往能源變革中占據(jù)主導(dǎo)的碳基能源。而實(shí)現(xiàn)這一藍(lán)圖的根本途徑是在能源開發(fā)上推進(jìn)清潔替代，在能源消費(fèi)上實(shí)施電能替代。在能源開發(fā)上，首先要實(shí)現(xiàn)清潔能源對(duì)化石能源的替代。只有這樣，世界能源結(jié)構(gòu)才能從以化石能源為主、清潔能源為輔向清潔能源為主、化石能源為輔轉(zhuǎn)變。然而，水力、核能、風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源和可再生能源在通常情況下無(wú)法被直接使用，需要轉(zhuǎn)換成電能被利用。因此，我們必須要在世界能源結(jié)構(gòu)中提高新能源和可再生能源的比重，在能源消費(fèi)終端中提高電能的比重?！?014年世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒》數(shù)據(jù)顯示，雖然石油仍然是世界最主要的燃料，占了全球能源消費(fèi)量的32.9%。但石油的占比連續(xù)第14年下降，是1965年以來(lái)最低。2013年，全球水力發(fā)電量增長(zhǎng)了2.9%，其他可再生能源貢獻(xiàn)了全球發(fā)電量的5.3%，增長(zhǎng)16.3%。2000年以來(lái)，風(fēng)電及太陽(yáng)能發(fā)電總量年均增長(zhǎng)28%。這一串有趣的數(shù)字充分說(shuō)明，新的能源革命的主角，已經(jīng)悄然登臺(tái)亮相。全球水能資源超過(guò)50億千瓦，陸地風(fēng)能資源超過(guò)1萬(wàn)億千瓦，太陽(yáng)能資源超過(guò)100萬(wàn)億千瓦，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人類社會(huì)全部能源需求。隨著技術(shù)進(jìn)步和新材料應(yīng)用，風(fēng)能、太陽(yáng)能、海洋能等清潔能源開發(fā)效率的不斷提高，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的逐步增強(qiáng)，電力將成為世界主導(dǎo)能源。與此同時(shí)，電能作為優(yōu)質(zhì)、清潔、高效的二次能源，是未來(lái)最重要的能源形式，絕大多數(shù)能源需求都可由電能替代。由此可見(jiàn)，清潔替代和電能替代將是世界能源發(fā)展、構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)的必然趨勢(shì)，電能將是新一次能源革命的主角。世界能源的未來(lái)電能作為清潔能源替代和電能替代的主體，以及電能靈活向其他能源轉(zhuǎn)化的特性，使得傳統(tǒng)意義上被看做是二次能源的電能正在躋身于一次能源之列。丁民丞認(rèn)為，雖然電能無(wú)法直接從自然界獲得，需要其他能源進(jìn)行轉(zhuǎn)換，但新能源和可再生能源的發(fā)展，讓電能具有了一次能源的特性。這種變化，將通過(guò)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的建立，顛覆未來(lái)世界能源的特性，也帶來(lái)未來(lái)人們生活的改變。各種智能家電實(shí)時(shí)記錄分析用戶的使用習(xí)慣，選擇最節(jié)能的方案，并在終端給出用電行為指導(dǎo);分布式清潔能源發(fā)電系統(tǒng)，為用戶供應(yīng)清潔電力，并將剩余能源賣給電網(wǎng)企業(yè);電動(dòng)汽車根據(jù)使用者出行習(xí)慣和行程安排自動(dòng)選擇經(jīng)濟(jì)時(shí)段進(jìn)行充電，并進(jìn)行遠(yuǎn)程充換電預(yù)約;用戶在家中享受遠(yuǎn)程教育、醫(yī)療等服務(wù);電視根據(jù)用戶習(xí)慣錄制用戶最喜歡的電視節(jié)目，冰箱則根據(jù)食品“庫(kù)存”向超市自動(dòng)發(fā)送訂貨申請(qǐng)……這些聽起來(lái)十分“科幻”的情景，正在逐步實(shí)現(xiàn)中。詳情點(diǎn)擊原文閱讀西電通用電氣自動(dòng)化有限公司助理總經(jīng)理王義豐指出，以電能為主要載體的能源，將通過(guò)全球能源互聯(lián)網(wǎng)，拋開傳統(tǒng)的車輛、輪船、管道等介質(zhì)，而由跨州、跨國(guó)骨干網(wǎng)架和各國(guó)各電壓等級(jí)電網(wǎng)——包括輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)——構(gòu)成。而隨著能源結(jié)構(gòu)、主體以及傳輸形式的變化，客觀上要求在全球構(gòu)建特高壓骨干網(wǎng)架、推動(dòng)智能電網(wǎng)的廣泛應(yīng)用、強(qiáng)化能源與電力技術(shù)創(chuàng)新。而這一變革，已隨著特高壓技術(shù)在中國(guó)的成功應(yīng)用而得到了驗(yàn)證，同時(shí)，全球范圍內(nèi)對(duì)智能電網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，也將成為構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)有力的技術(shù)支撐和物理基礎(chǔ)。在與會(huì)專家看來(lái)，以特高壓為骨干網(wǎng)架的全球能源互聯(lián)網(wǎng)，能夠連接大型能源基地，適應(yīng)各種集中式、分布式電源，將風(fēng)能、太陽(yáng)能、海洋能等可再生能源以電能的形式輸送到各類用戶端，是服務(wù)范圍廣、配置能力強(qiáng)、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置平臺(tái)，具有網(wǎng)架堅(jiān)強(qiáng)、廣泛互聯(lián)、高度智能、開放互動(dòng)的特征。由此，全球能源的分配方式、交易方式也會(huì)被打破，能源市場(chǎng)面臨巨大變革。綜上所述，推進(jìn)全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)“兩個(gè)替代”，正值全球可再生能源大發(fā)展的機(jī)遇期，也面臨國(guó)際政治、經(jīng)濟(jì)利益、社會(huì)環(huán)境、能源政策、市場(chǎng)建設(shè)、技術(shù)創(chuàng)新等多重挑戰(zhàn)，需要各方面加強(qiáng)溝通、凝聚共識(shí)，增進(jìn)信任、形成合力，共同推動(dòng)，為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)。(文/楊青)