自工業革命以來,人類大量開發和使用傳統化石能源(煤、油、氣),導致能源安全、生態環境等問題突出,全球能源發展面臨嚴峻挑戰。
在能源安全方面,全球化石能源資源有限,但未來能源消費仍將持續增長,化石能源難以長期支撐人類用能需求。按目前開采利用水平,煤、油、氣等三大化石能源僅能利用50~100年左右。2010~2050年,全球能源消費需求預計增長112億噸標準煤,增長約60%。不均衡的能源資源與消費格局,導致資源匱乏國家和地區的能源對外依存度不斷提高,脆弱的能源供應鏈帶來了日益嚴峻的能源安全問題。
在生態環境方面,能源消費以化石能源為主,在生產、運輸、加工轉換和使用的各個環節,對空氣、水、土壤等生態環境資源,造成了嚴重的污染和破壞?;茉慈紵a生大量的溫室氣體排放,將引發全球氣候變暖、冰川消融、海平面上升、碳循環失衡,出現極端天氣頻發、淡水資源危機、糧食減產、經濟損失、瘧疾等疾病、物種滅絕等問題。生態環境的惡化,將對人類生存構成嚴重威脅。
為了應對上述問題,必須調整和改善能源結構,降低化石能源比重,從高碳向低碳方向發展,迫切需要加快推進兩個替代(清潔替代和電能替代)。在能源開發上,以太陽能、風能、水能、核能、海洋能等清潔可再生能源替代化石能源,能源結構將實現從化石能源為主、清潔能源為輔,向清潔能源為主、化石能源為輔的根本性轉變。
目前,大規模、高比例發展可再生能源已在全世界范圍內形成廣泛共識。
在過去10年中,全球設立可再生能源發展目標的國家數量大幅增長。2005年僅有43個,到2015年,已經增長到164個。2015年6月,七國集團(G7)領導人在德國提出:本世紀結束前,終止化石燃料使用。2050年碳排放比2010年降低40%~70%。大部分G7國家計劃在2050年實現100%可再生能源發電。
另外,為實現可再生能源大規模并網和高效率消納,支撐電力系統安全、穩定、經濟、高效運行,世界主要國家和地區都在研究制定龐大的電網升級改造規劃。
2014年,國家電網公司創造性地提出了全球能源互聯網發展理念。“全球能源互聯網是以特高壓電網為骨干網架、以輸送清潔能源為主導、全球互聯泛在的堅強智能電網,是服務范圍廣、配置能力強、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置平臺。”《全球能源互聯網》一書中這樣定義全球能源互聯網。全球能源互聯網發展總體上可分為三個階段,先國內、再跨國,后跨洲。各國國內電網建設和洲內各國電網互聯是推動跨洲聯網、實現全球互聯的重要基礎。在亞洲與歐洲、非洲與歐洲、亞洲(中東)與非洲等聯網基礎條件較好的地區,可率先實現跨洲聯網和大規??稍偕茉摧斔汀?/span>
為什么要構建全球能源互聯網?
其一,全球可再生能源資源豐富,根據歐洲可再生能源委員會統計,全球可再生能源總開發潛力約為當前全球能源總需求的3078倍,其中水能資源超過100億千瓦,陸地風能資源超過3萬億千瓦,太陽能資源超過40萬億千瓦,總量巨大,僅開發其中的萬分之五即可滿足人類社會全部用能需求。雖然總量巨大,但地區分布不均衡,構建全球能源互聯網能夠滿足清潔能源大規模開發、大范圍配置的需要。
其二,預計2050年,全球一次能源需求將達到300億噸標準煤,其中清潔能源將占到80%,主要轉化為電力使用。為了適應全球清潔能源大規模開發,必須在全球范圍配置清潔電力。
其三,2050年“一極一道”風電和太陽能發電外送規模將達到12萬億度。為適應洲內、跨洲乃至全球范圍優化配置清潔電力,也必須依托特高壓和智能電網技術,構建全球能源互聯網。預計到2050年,清潔能源每年能替代240億噸標準煤,減排二氧化碳670億噸、二氧化硫5.8億噸;到2050年,全球能源碳排放也會降到每年115億噸,僅為2009年的50%和2013年的33%。
總之,全球能源互聯網作為21世紀能源領域的重大創新,描繪了未來世界能源發展的新藍圖,將深刻改變全球能源發展、經濟增長、社會生活和生態環境,這種影響將是巨大的、深層次的和全方位的。
展望2050年,世界能源將進入以全球能源互聯網為重要標志的新時代,長期困擾人類發展的能源緊缺、環境污染、氣候變化等問題得到有效解決,人們將享受更充足的能源、更舒適的生活、更繁榮的經濟、更宜居的環境、更和諧的社會,將開啟世界可持續發展的美好明天。
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