全球能源互聯網發展方向

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。全球能源互聯網將帶來新一輪的能源變革，通過全球視野來研究世界能源，可持續發展這一事關全人類共同利益的重大命題。全球能源互聯網的實現方法是以智能電網、特高壓技術革命為主，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發展問題，揭示能源的發展趨勢，清潔替代和電能替代將成為全球能源發展的戰略方向。

關鍵詞：能源互聯網 特高壓電網 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

全球能源互聯網充分利用特高壓輸電網，大規模地輸送清潔能源，是一個清潔能源的平臺，就某一個國家或區域很難實現，各個國家能源資源不同，能源利用情況不同，只有實現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變，優化現有能源利用結構，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。建立全球能源互聯網是當今世界發展的趨勢，全球能源互聯網有助于提高清潔能源利用率，通過建設特高壓電網來改善現有電網，使清潔能源發展方向更加明確，“一極一道”等清潔能源富集區的能源利用成為可能，全球電網的聯網規模逐步加大。

1 全球智能電網發展現狀

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

德國“E-Energy”計劃：投資約1.4億歐元，建設6個示范項目。

韓國濟州島智能電網項目：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，占當地總裝機30%。

1.1 世界清潔能源發展迅猛

（1）風電：風機技術不斷突破，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，智能風機發電效率提升15%～20%，風功率預測系統適用于多種地形和氣候，精度達85%以上。1998—2013年風力發電機組主要指標變化情況如圖1所示[1]。

（2）太陽能發電。

晶硅電池：轉化效率20%。

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

光熱發電：超臨界技術可將發電效率從25%提升到30%以上，配置儲能裝置可實現24 h連續發電。

1.2 大電網互聯成為重要發展方向

中國互聯電網實現除臺灣外全國互聯，2020年，將形成“三華”同步電網，目前“三華”地區：面積268萬km2。

裝機：6.7億kW，GDP：7.7萬億美元。

總之，構建全球能源互聯網符合人類共同利益和世界能源利用發展規律，其中的特高壓輸變電技術、智能電網技術和清潔能源利用技術已經得到了較快的發展，目前已經建成的和即將建成的歐亞大陸特高壓輸電網是全球能源互聯網的重要組成部分，基于現有的工程實踐，新技術的廣泛應用，構建全球能源互聯網是可行的。

能源的使用變革必須以更廣闊的視野來看待，可持續發展是未來能源利用的基礎。美國著名學者杰里米·里夫金在其新著《第三次工業革命》一書中，提出了能源互聯的構想[2]，關于能源互聯的構想主要是從哲學和經濟學層面提出的，只是一種新能源經濟思維。“互聯網技術與可再生能源融合”的提法是無可非議的，但具體的結合卻必須由專業人員根據技術特性和實際需要確定。基于我國的實際能源結構和電網分布特點，劉振亞先生提出了“全球能源互聯網”的發展構想，并結合我國特有的實際情況，發展了能源互聯網概念，給出了全球能源互聯網發展的科學方向。

2 構建全球能源互聯網的必要性

能源利用的可持續性要求加快推進電能替代和清潔能源替代化石能源。要實現這“兩個替代”，關鍵在于如何大規模輸送清潔能源，合理建設特高壓網絡，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，電網逐步成為能源利用的平臺，這樣能有效促進各國電網之間的互聯，有利于逐步實現全球能源互聯網，使清潔能源得到最廣泛的應用。

3 全球能源互聯網可行性分析

全球能源互聯網的可行性分析如下：一方面，隨著大氣環境的逐步惡化，人們對清潔能源的開發越來越迫切，因此，清潔能源開發的相關技術會快速發展，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展智能電網技術，例如，美國大力發展智能電網技術，歐洲大力發展智能配電技術，尤其是特高壓技術，必將使清潔能源的大規模轉移成為可能[3]。

多年來，世界各國都不同程度地研發特高壓和直流輸電技術，目前特高壓和直流輸電是不同區域和國家之間電網能量傳輸的基本配置。前蘇聯研究了特高壓輸電技術，建立了從西伯利亞到莫斯科的1 000 kV特高壓輸電線，但是由于絕緣技術落后，降壓到5 00 kV運行，但是該項目的投產為特高壓的發展奠定了最初的基礎，使人們意識到特高壓絕緣技術是特高壓發展的瓶頸，需投入大量的人力和物力進行相關研究。美國、日本等發達國家在特高壓相關設備方面投入了大量的研究和開發。我國目前建設和投入運行了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直流輸電線路建設合同，說明特高壓在全球是可行的[4]。

4 結語

綜上所述，全球能源互聯網的發展是世界能源利用發展的必然結果，特高壓技術是全球能源互聯網發展的骨架和基礎，現有的特高壓建設實踐證明了特高壓電網建設和運行的可行性，也間接證明了建設全球能源互聯網的可行性。

參考文獻

[1] 劉振亞.全球能源互聯網[M].北京：中國電力出版社，2015.

[2] （美）杰里米·里夫金.第三次工業革命[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.全球能源互聯推動能源社會可持續發展[J].中國電力企業管理，2015（4）：14-17.

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