全球能源互聯(lián)網(wǎng)與中國電力轉(zhuǎn)型之路

劉振亞

今年9月26日，習(xí)近平主席在聯(lián)合國發(fā)展峰會上倡議“探討構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，推動以清潔和綠色方式滿足全球電力需求”，對于推動能源革命、促進(jìn)節(jié)能減排、應(yīng)對氣候變化，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展具有重大而深遠(yuǎn)的意義。前不久，聯(lián)合國秘書長潘基文在聯(lián)合國總部會見我時指出，全球能源互聯(lián)網(wǎng)在應(yīng)對氣候變化中將發(fā)揮重要作用，聯(lián)合國將大力支持和推動構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，促進(jìn)人類社會可持續(xù)發(fā)展。

一、構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)是世界能源變革的必由之路

能源是經(jīng)濟(jì)社會的“血液”，是現(xiàn)代化的基石和動力。能源發(fā)展史是一部伴隨人類社會進(jìn)步的變革史。18世紀(jì)中期，煤炭取代薪柴，推動了近代工業(yè)建立和發(fā)展。19世紀(jì)中后期，石油開發(fā)和電的發(fā)明，催生了現(xiàn)代工業(yè)，化石能源成為主導(dǎo)能源。隨著化石能源的大量開發(fā)和使用，帶來日益嚴(yán)重的挑戰(zhàn)：一是資源緊張。2014年，全球消費煤炭82億噸、石油336億桶、天然氣3.5萬億立方米。按照目前開采強(qiáng)度，全球煤炭、石油和天然氣探明儲量僅能開采110年、53年和54年。二是環(huán)境污染。全球化石能源消費總量從1965年的51億噸標(biāo)準(zhǔn)煤增加到2014年的159億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，在生產(chǎn)、運輸、存儲、使用的各個環(huán)節(jié)對大氣、水質(zhì)、土壤、地貌等造成嚴(yán)重污染和破壞。三是氣候變化?；茉慈紵a(chǎn)生的二氧化碳占全球溫室氣體排放的57%，是導(dǎo)致全球氣候變暖的主要原因。工業(yè)革命以來，全球地表平均溫度上升了0.9℃。如不控制，到本世紀(jì)末溫升將超過4℃，帶來冰川融化、海面上升、糧食減產(chǎn)、物種滅絕等災(zāi)害，嚴(yán)重威脅人類生存和發(fā)展。

應(yīng)對挑戰(zhàn)的根本出路，是加快清潔能源開發(fā)利用，走綠色低碳發(fā)展道路，實施“兩個替代”：能源開發(fā)實施清潔替代，以清潔能源替代化石能源；能源消費實施電能替代，以電代煤、以電代油、電從遠(yuǎn)方來，來的是清潔電，擺脫化石能源依賴，實現(xiàn)清潔能源開發(fā)使用占主導(dǎo)。

新世紀(jì)以來，以清潔低碳為特征的新一輪能源變革蓬勃興起，清潔發(fā)展成為大勢所趨。全球清潔能源豐富，陸地風(fēng)能資源超過1萬億千瓦，太陽能資源超過100萬億千瓦，僅開發(fā)萬分之五就可以滿足人類需求。從2015—2050年，全球清潔能源只需保持年均12.4%的增速，到2050年即可實現(xiàn)清潔能源比重提高到80%以上的目標(biāo)。電是清潔、高效、便捷的二次能源，一次能源都可以轉(zhuǎn)化為電能，終端能源消費都可用電能替代。電能在能源系統(tǒng)中處于中心地位，電網(wǎng)是未來各種能源生產(chǎn)和消費的平臺。全球能源互聯(lián)網(wǎng)，是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、全球互聯(lián)的堅強(qiáng)智能電網(wǎng)，是清潔能源在全球范圍大規(guī)模開發(fā)、配置、利用的基礎(chǔ)平臺，實質(zhì)就是“特高壓電網(wǎng)+智能電網(wǎng)+清潔能源”。特高壓電網(wǎng)是關(guān)鍵，智能電網(wǎng)是基礎(chǔ)，清潔能源是重點。從深層次看，全球能源互聯(lián)網(wǎng)是集能源傳輸、資源配置、市場交易、信息交互、智能服務(wù)于一體的“物聯(lián)網(wǎng)”，是共建共享、互聯(lián)互通、開放兼容的“巨系統(tǒng)”，是創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境綜合價值的和平發(fā)展平臺。全球能源互聯(lián)網(wǎng)和信息互聯(lián)網(wǎng)都是經(jīng)濟(jì)全球化的必然產(chǎn)物。全球能源互聯(lián)網(wǎng)就像人的“血管系統(tǒng)”，信息互聯(lián)網(wǎng)就像“神經(jīng)系統(tǒng)”，“神經(jīng)系統(tǒng)”已經(jīng)互聯(lián)，“血管系統(tǒng)”也一定能夠互聯(lián)，必將為人類帶來巨大福祉。

構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)總體可分為國內(nèi)互聯(lián)、洲內(nèi)互聯(lián)、洲際互聯(lián)三個階段。從現(xiàn)在到2020年，加快推進(jìn)各國清潔能源開發(fā)和國內(nèi)電網(wǎng)互聯(lián)、智能電網(wǎng)建設(shè)；到2030年，推動洲內(nèi)大型能源基地開發(fā)和電網(wǎng)跨國互聯(lián)；到2050年，加快“一極一道”能源基地開發(fā)，實現(xiàn)電網(wǎng)跨洲互聯(lián)，基本建成全球能源互聯(lián)網(wǎng)。屆時，清潔能源占全球一次能源消費總量比重將達(dá)到80%，每年可替代相當(dāng)于240億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的化石能源，減排二氧化碳670億噸。全球能源二氧化碳排放可控制在115億噸左右，僅為1990年的一半，可以實現(xiàn)全球溫升控制在2℃以內(nèi)的目標(biāo)。構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，能夠增進(jìn)南南合作、南北合作，將亞洲、非洲、南美洲等地區(qū)的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，解決缺電、消除貧困，縮小地區(qū)差異，減少國際爭端，讓人人享有可持續(xù)能源，促進(jìn)世界和平發(fā)展，推動人類命運共同體建設(shè)。

二、構(gòu)建中國能源互聯(lián)網(wǎng)，加快電力轉(zhuǎn)型發(fā)展

我國是世界第一大能源和電力消費國，但能源資源相對匱乏，能源結(jié)構(gòu)以煤為主，石油、天然氣對外依存度已達(dá)到60%和30%。要實現(xiàn)“兩個一百年”奮斗目標(biāo)，未來能源和電力需求仍將保持剛性增長。保障能源安全發(fā)展、清潔發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展面臨巨大挑戰(zhàn)。

我國能源資源與需求逆向分布的基本國情，決定了必須實施大規(guī)模西電東送、北電南供，在全國范圍優(yōu)化能源配置。長期以來，由于能源配置方式過度依賴輸煤，電力發(fā)展方式以就地平衡為主，導(dǎo)致重復(fù)建設(shè)和投資浪費，煤電油運緊張局面反復(fù)出現(xiàn)，東中部地區(qū)空氣、水質(zhì)、土壤等污染嚴(yán)重，溫室氣體排放愈演愈烈。目前全國75%左右的煤電裝機(jī)（發(fā)電量占全國的76%）集中在東中部地區(qū)，大大超出環(huán)境承載能力。霧霾嚴(yán)重的京津冀魯、長三角地區(qū)煤電裝機(jī)分別超過1.3億、1.5億千瓦，占全國的15%和17%，單位國土面積煤電裝機(jī)分別為西北地區(qū)的13倍、26倍。長三角地區(qū)每年每平方公里二氧化硫排放量達(dá)到45噸，是全國平均水平的20倍。

我國政府高度重視、大力推動清潔能源發(fā)展，取得了舉世矚目的成就。到2014年底，風(fēng)電裝機(jī)9637萬千瓦，光伏發(fā)電裝機(jī)2805萬千瓦，比2000年分別增長了282倍、1475倍，合計年均增速達(dá)52%（全球年均增長為28%）。我國成為世界第一風(fēng)電大國。國家電網(wǎng)成為全球接入風(fēng)電規(guī)模最大、太陽能發(fā)電增速最快的電網(wǎng)。無論是我國還是世界，新能源技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展勢頭都比預(yù)期更快更猛。我國清潔能源主要集中在西南和“三北”地區(qū)，無法就地消納，必須通過大電網(wǎng)在全國優(yōu)化配置和消納。由于缺乏電源與電網(wǎng)統(tǒng)一規(guī)劃，一些地區(qū)風(fēng)電、光伏發(fā)電無序發(fā)展，電網(wǎng)優(yōu)化配置能力不足，導(dǎo)致棄水棄風(fēng)棄光問題突出。目前電網(wǎng)跨區(qū)輸送規(guī)模只有6900萬千瓦，僅占清潔能源裝機(jī)容量的16%。預(yù)計2020年我國水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機(jī)將分別達(dá)到3.5億、2.4億、1.5億千瓦，對提高電網(wǎng)資源配置能力提出更緊迫要求。

要解決這些問題，關(guān)鍵是堅持綠色低碳發(fā)展方向，加快水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電等清潔能源開發(fā)，加快構(gòu)建基于特高壓的中國能源互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)全國能源優(yōu)化配置，從根本上轉(zhuǎn)變過度依賴輸煤的能源發(fā)展方式和就地平衡的電力發(fā)展方式，保障能源安全、清潔、高效、可持續(xù)供應(yīng)，滿足經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的需求。

目前，加快清潔發(fā)展、構(gòu)建中國能源互聯(lián)網(wǎng)的條件已經(jīng)具備。資源方面，我國可再生能源資源豐富，僅開發(fā)千分之一就能滿足能源需求。從2015—2050年，我國只需保持年均13%的增速，到2050年即可實現(xiàn)清潔能源比重提高到80%以上的目標(biāo)。技術(shù)裝備方面，我國已全面掌握具有自主知識產(chǎn)權(quán)的特高壓核心技術(shù)和全套設(shè)備制造能力。國家電網(wǎng)公司建成投運“三交四直”、在建“四交三直”特高壓交直流工程，建立了世界領(lǐng)先的特高壓試驗研究體系，主導(dǎo)編制15項特高壓國際標(biāo)準(zhǔn)、11項智能電網(wǎng)國際標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了“中國創(chuàng)造”和“中國引領(lǐng)”。智能電網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展，大電網(wǎng)控制技術(shù)、大規(guī)模儲能技術(shù)不斷突破，能夠適應(yīng)清潔能源大規(guī)模接入并確保電網(wǎng)安全運行。我國已實現(xiàn)特高壓、智能電網(wǎng)全部關(guān)鍵設(shè)備的自主化生產(chǎn)，產(chǎn)能供應(yīng)充足。風(fēng)電和光伏發(fā)電設(shè)備產(chǎn)能分別超過3000萬、3400萬千瓦，各占全球產(chǎn)能的40%、60%以上。經(jīng)濟(jì)性方面，隨著技術(shù)進(jìn)步，新能源的經(jīng)濟(jì)性和競爭力不斷提高，有望在2020年左右超過化石能源。根據(jù)國際能源署發(fā)布的數(shù)據(jù)，2014年我國風(fēng)電發(fā)電成本約為0.37—0.45元/千瓦時、太陽能光伏發(fā)電成本約為0.68—0.8元/千瓦時左右，2020年預(yù)計降至0.3元/千瓦時左右。隨著儲能電池技術(shù)快速發(fā)展，未來5年能量密度有望提升到目前的5倍，成本降低到目前的1/5。屆時，風(fēng)電、太陽能發(fā)電將迎來快速發(fā)展期。

通過加快建設(shè)中國能源互聯(lián)網(wǎng)，到2020年、2030年，全國發(fā)電裝機(jī)將分別達(dá)到21億千瓦、33億千瓦，其中清潔能源裝機(jī)分別達(dá)到8.6億、18.9億千瓦，占總裝機(jī)的40%、57%；跨區(qū)輸電規(guī)模分別超過5.5億、11.3億千瓦，其中清潔能源分別占50%、71%。到2050年，全國發(fā)電裝機(jī)達(dá)到60億千瓦，其中清潔能源裝機(jī)54億千瓦，占90%。煤電裝機(jī)將在2020—2025年間達(dá)到12億千瓦左右的峰值，此后新增電力需求主要靠清潔能源滿足，煤電廠逐步減少發(fā)電并有計劃關(guān)停，到2050年煤電裝機(jī)下降到4億千瓦左右。

為加快構(gòu)建中國能源互聯(lián)網(wǎng)，促進(jìn)構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，提出三點建議：一是大力推動清潔能源發(fā)展，二是創(chuàng)新推動能源轉(zhuǎn)型升級，三是共同推動構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)?！?