全球能源互联网发展方向

苏丽亚·地里夏提　张宜娟　丁雅茹

摘 要：目前，以煤炭和石油消耗为主的化石能源正逐步被风能、太阳能等清洁能源所代替，能源使用的变迁必将掀起新的能源利用革命。全球能源互联网将带来新一轮的能源变革，通过全球视野来研究世界能源，可持续发展这一事关全人类共同利益的重大命题。全球能源互联网的实现方法是以智能电网、特高压技术革命为主，分析全球化石能源和清洁能源的历史角色，用全新立场和观点来研究解决全球能源可持续发展问题，揭示能源的发展趋势，清洁替代和电能替代将成为全球能源发展的战略方向。

关键词：能源互联网 特高压电网 清洁能源

中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）11（c）-0008-02

全球能源互联网充分利用特高压输电网，大规模地输送清洁能源，是一个清洁能源的平台，就某一个国家或区域很难实现，各个国家能源资源不同，能源利用情况不同，只有实现能源合作才能达到共赢的目标。随着人们利用能源观念的逐步转变，优化现有能源利用结构，即逐步减少化石能源的消耗，增加以风电、光伏为主的清洁能源的利用率，是当前世界各国需要做的。建立全球能源互联网是当今世界发展的趋势，全球能源互联网有助于提高清洁能源利用率，通过建设特高压电网来改善现有电网，使清洁能源发展方向更加明确，“一极一道”等清洁能源富集区的能源利用成为可能，全球电网的联网规模逐步加大。

1 全球智能电网发展现状

美国西北太平洋智能电网项目：投资1.8亿美元，涉及6万用户，覆盖储能、需求响应、可再生能源并网等多个领域。

德国“E-Energy”计划：投资约1.4亿欧元，建设6个示范项目。

韩国济州岛智能电网项目：投资2.32亿美元，面积185 km2，7 000个家庭，最大负荷1.8万kW，可再生能源装机5～6 MW，占当地总装机30%。

1.1 世界清洁能源发展迅猛

（1）风电：风机技术不断突破，风功率预测精度大幅提升最大单机容量已达8 MW，低速风机最低年均风速降至5.2 m/s左右，智能风机发电效率提升15%～20%，风功率预测系统适用于多种地形和气候，精度达85%以上。1998—2013年风力发电机组主要指标变化情况如图1所示[1]。

（2）太阳能发电。

晶硅电池：转化效率20%。

薄膜电池：转化效率15%。钙钛矿型太阳能电池转化效率19.6%，未来有望达到50%。

光热发电：超临界技术可将发电效率从25%提升到30%以上，配置储能装置可实现24 h连续发电。

1.2 大电网互联成为重要发展方向

中国互联电网实现除台湾外全国互联，2020年，将形成“三华”同步电网，目前“三华”地区：面积268万km2。

装机：6.7亿kW，GDP：7.7万亿美元。

总之，构建全球能源互联网符合人类共同利益和世界能源利用发展规律，其中的特高压输变电技术、智能电网技术和清洁能源利用技术已经得到了较快的发展，目前已经建成的和即将建成的欧亚大陆特高压输电网是全球能源互联网的重要组成部分，基于现有的工程实践，新技术的广泛应用，构建全球能源互联网是可行的。

能源的使用变革必须以更广阔的视野来看待，可持续发展是未来能源利用的基础。美国著名学者杰里米·里夫金在其新著《第三次工业革命》一书中，提出了能源互联的构想[2]，关于能源互联的构想主要是从哲学和经济学层面提出的，只是一种新能源经济思维。“互联网技术与可再生能源融合”的提法是无可非议的，但具体的结合却必须由专业人员根据技术特性和实际需要确定。基于我国的实际能源结构和电网分布特点，刘振亚先生提出了“全球能源互联网”的发展构想，并结合我国特有的实际情况，发展了能源互联网概念，给出了全球能源互联网发展的科学方向。

2 构建全球能源互联网的必要性

能源利用的可持续性要求加快推进电能替代和清洁能源替代化石能源。要实现这“两个替代”，关键在于如何大规模输送清洁能源，合理建设特高压网络，随着“两个替代”的加快推进，越来越多的化石能源被清洁能源所代替，电能消耗越来越大，电网逐步成为能源利用的平台，这样能有效促进各国电网之间的互联，有利于逐步实现全球能源互联网，使清洁能源得到最广泛的应用。

3 全球能源互联网可行性分析

全球能源互联网的可行性分析如下：一方面，随着大气环境的逐步恶化，人们对清洁能源的开发越来越迫切，因此，清洁能源开发的相关技术会快速发展，未来世界将是以清洁能源为主的世界，化石能源只是作为备用而存在。另一方面，随着我国和世界各国大力发展智能电网技术，例如，美国大力发展智能电网技术，欧洲大力发展智能配电技术，尤其是特高压技术，必将使清洁能源的大规模转移成为可能[3]。

多年来，世界各国都不同程度地研发特高压和直流输电技术，目前特高压和直流输电是不同区域和国家之间电网能量传输的基本配置。前苏联研究了特高压输电技术，建立了从西伯利亚到莫斯科的1 000 kV特高压输电线，但是由于绝缘技术落后，降压到5 00 kV运行，但是该项目的投产为特高压的发展奠定了最初的基础，使人们意识到特高压绝缘技术是特高压发展的瓶颈，需投入大量的人力和物力进行相关研究。美国、日本等发达国家在特高压相关设备方面投入了大量的研究和开发。我国目前建设和投入运行了3条1 000 kV特高压输电线路，在运在建特高压输电线路长度近1.6万km，变电（换流）容量近1.6亿kW，建设和投入运行了4条正负800kV直流输电线路，而且和巴西签订了两条正负800 kV直流輸电线路建设合同，说明特高压在全球是可行的[4]。

4 结语

综上所述，全球能源互联网的发展是世界能源利用发展的必然结果，特高压技术是全球能源互联网发展的骨架和基础，现有的特高压建设实践证明了特高压电网建设和运行的可行性，也间接证明了建设全球能源互联网的可行性。

参考文献

[1] 刘振亚.全球能源互联网[M].北京：中国电力出版社，2015.

[2] （美）杰里米·里夫金.第三次工业革命[M].北京：中信出版社，2012.

[3] 刘振亚.中国电力与能源[M].北京：中国电力出版社，2012.

[4] 曾鸣，王世成.全球能源互联推动能源社会可持续发展[J].中国电力企业管理，2015（4）：14-17.

[5] 董朝阳，赵俊华，文福拴，等.从智能电网到能源互联网：基本概念与研究框架[J].电力系统自动化，2014，38（15）：1-11.