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构建全球能源互联网的基础是什么?

        发布时间:2017-11-06        
  1. 构建全球能源互联网须解决哪些问题?

全球能源互联网涉及能源产业与经济社会的方方面面,从系统设计到能源互联技术的实现还亟须解决以下问题:

(1)需要在区域建立能源互联网。全球能源互联网的建立是将能源传输“点对点”模式变革为“网对网”传输模式,这不仅是技术的革命,更是一场观念的革命。这就需要先在区域建立能源互联网。欧亚、美洲、非洲大陆的邻国和主要经济体间已开展广泛的电网互联设想和实践。“一带一路”建设中,能源互联也是重要支撑,将会是连接欧亚非的重要能源桥梁。

(2)需要统筹规划与设计。从世界范围来看,清洁能源与能源消费都呈逆向分布,因此要实现全球清洁能源的大规模开发利用,必须解决清洁能源电力在全球范围内优化配置的难题,需要明确全球能源互联网发展思路以及整体结构框架,针对世界能源分布特点、用能情况及经济社会条件,建立全球能源互联网络体系。

(3)需要集中研究能源互联网中的关键技术问题。在全球能源互联网的构想下,为满足新能源的大规模输送和安全消纳,应尽快开展全球能源互联网中信息交互技术、智能电网控制和调度技术以及分布式电源协同控制技术等先进关键技术,给全球能源互联网建设提供更为有力的技术支撑和储备。

(4)需要加强国际能源合作。联合国大会将2014~2024年定为“人人享有可持续能源十年”,清洁能源正逐步主导世界能源格局,全球能源互联网的构建需各国和地区紧密合作,才能更好地完成。管理方面,由相关国际组织牵头,抽调管理专家担任项目人员,组成全球能源互联网项目组;资源配置方面,发挥各国能源技术优势,各国负责自身在能源领域的优势项目,利用各自的能源技术优势共建全球能源互联网。


2. 构建全球能源互联网的技术创新方向和重点领域是什么?

 构建全球能源互联网技术创新的方向,一是提高可再生能源的可控性,保障能源安全稳定供应;二是降低清洁能源发电成本,实现能源可持续发展。

构建全球能源互联网技术创新的重点领域包括:

电源技术。要加快研究大范围、高比例、低成本的清洁能源发电技术,包括新能源多组态运行技术、功率预测技术、大容量风机技术、高效太阳能发电技术、极端气候下的新能源开发技术等。

电网技术。要加快研究大容量、远距离、低损耗的输电技术,包括大电网运行控制、联网技术、特高压输电(±1100、±1500千伏)、柔性输电、大容量海底电缆、直流电网等技术。

储能技术。要加快研究大规模、高效率、长寿命储能技术,包括物理储能(压缩空气储能等)、化学储能(锂电池等)、电磁储能(超导电磁储能等)技术。

信息通信技术。要加快推进信息通信技术与电网技术融合,包括移动互联网、物联网、大数据、云计算等技术在电力行业中的应用,为全球能源互联网安全高效运行、灵活互动服务提供保障。


3. 目前,已具备哪些构建全球能源互联网的技术和实践基础?

 全球能源互联网是现代能源电力技术的重大突破和集成创新,其核心是特高压电网和清洁能源发电。近年来,国内外在特高压、智能电网、清洁能源、大电网互联等领域的研究和工程实践,特别是中国坚强智能电网的成功建设,为构建全球能源互联网奠定了坚实基础。

特高压技术:

特高压技术是当前世界电网技术的制高点。我国自2004年中国全面开始发展特高压以来,在技术、装备等方面取得了重要突破,实现了“中国创造”和“中国引领”。国际电工委员会前主席克劳斯·乌赫勒表示,中国的特高压输电技术在世界上处于领先水平,作为国际标准电压,中国的特高压交流电压标准将向世界推广。近年来,中国建设了一批特高压交流和直流输电工程,全面验证了特高压输电的安全性、经济性和环境友好性。这些工程的成功建设和运行,表明依托特高压技术建设全球能源互联网是可行的。此外,美国、日本、意大利、印度、巴西等国家在特高压技术方面也开展了研究和建设。

智能电网技术:

智能电网是世界电网发展的重要方向,具有支撑大规模清洁能源发展、适应多样用户需求、实现故障自愈、提高运行经济性等显著优势,为全球能源互联网的智能化发展奠定了基础。

中国的智能电网建设涵盖发电、输电、变电、配电、用电、调度等各领域。截至2014年年底,国家电网公司累计安排智能电网试点项目38类358项,建成试点项目32类305项。这些示范工程的建成和高效运行,对于全球能源互联网的智能化发展起到了示范和借鉴作用。

清洁能源发展:

世界主要国家都高度重视清洁能源的开发利用,并制定了发展目标。在政策、产业、资金的支持下,全球清洁能源发展迅猛。截至2013年年底,世界清洁能源发电装机容量约为19.4亿千瓦,约占全部装机容量的33.8%;清洁能源发电量约4.42万亿度,约占全部发电量的19.6%。

近年中国的清洁能源发展迅猛,截至2014年年底,清洁能源发电装机容量为4.44亿千瓦,发电量为1.37万亿度。其中风电装机容量为9581万千瓦,发电量为1563亿度,是全球接入风电容量最大、增长速度最快的电网;太阳能发电装机容量2652万千瓦,发电量为231亿度。

大电网互联:

全球能源互联网是建立在世界各国坚强电网的基础上的。目前中国电网已经形成了华北—华中、华东、东北、西北、南方、西藏等六个同步电网,除台湾省外,实现了全国联网,华北与华中通过1000千伏特高压交流同步联网,东北与华北、西北与华中、西北与华北、华中与华东、华中与南方通过直流实现异步联网。

目前世界各国都在加快电网互联进程,互联规模不断扩大。北美互联电网、欧洲互联电网和俄罗斯—波罗的海电网是全球能源互联网发展的重要实践。此外,南部非洲、海湾地区、南美洲等地区也逐步实现电网互联。总体看来,各大洲许多国家之间正在形成跨国互联电网,全球电网呈现出显著的互联发展趋势,构建全球能源互联网已经具备了实践基础。

来源:《亮报》2015年10月14日科普版

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