給未來能源開一劑“良藥”

唐鳳

2.5億人仍在使用薪柴、木炭做飯取暖;6500萬人無電可用……近日，東北亞和東南亞兩份“能源互聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃研究報告”發(fā)布，一組數(shù)據(jù)觸目驚心。

雖然當下能源技術(shù)不斷發(fā)展，各國對清潔發(fā)展和電網(wǎng)互聯(lián)也越加重視，但面臨能源供給形勢嚴峻、化石能源比重過高和跨國輸電能力不足等問題的國家和地區(qū)仍不在少數(shù)。

此外，“就能源使用而言，我們現(xiàn)在浪費了大約一半的一次能源?！泵绹鴩铱稍偕茉磳嶒炇冶窘苊鳌た唆斊账够┦吭谌涨芭e行的第二屆能源互聯(lián)網(wǎng)與能源系統(tǒng)集成國際會議（IEEE EI2）上說，“未來，我們應(yīng)尋求改變，提高能源使用和生產(chǎn)的靈活性、安全性，并致力于最大限度地利用現(xiàn)有能源基礎(chǔ)設(shè)施?！?/p>

不少專家認為，能源轉(zhuǎn)型和互聯(lián)互通是解決能源問題的“良藥”。

一直以來，德國致力于進行能源轉(zhuǎn)型，向有利于分散能源和可再生能源的方向轉(zhuǎn)變，贏得了廣泛的贊譽和利益。

近日，東芬蘭大學環(huán)境政策學家圖拉·泰爾威寧在《自然·能源》雜志上撰文表示，能源轉(zhuǎn)型代表了一種更廣泛的國際趨勢，即向新的能源政策和規(guī)劃方式前進，德國的經(jīng)驗對其他國家可能也有啟示。

聚焦能源轉(zhuǎn)型

德國提出了目前極具挑戰(zhàn)性的能源轉(zhuǎn)型目標：到2025年，可再生能源發(fā)電占總發(fā)電比例提至40%到45%，到2050年達到80%。無疑，能源轉(zhuǎn)型在德國已獲得從上到下的廣泛支持。

為了實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型目標，德國聯(lián)邦政府在2016年修訂并通過了《可再生能源法案》《能源轉(zhuǎn)型數(shù)字化法案》《電力市場法案》3部能源法案。

德國復(fù)興信貸銀行對4000個家庭所做的調(diào)查顯示，德國民眾對能源轉(zhuǎn)型熱情高漲。超過90%的受訪家庭贊成能源轉(zhuǎn)型，23%的家庭已在積極使用能源轉(zhuǎn)型新技術(shù)，其中8%的家庭利用太陽能發(fā)電。

但其他國家對德國能源轉(zhuǎn)型的態(tài)度和視角各不相同。

匈牙利羅蘭大學的米克羅什·安塔爾及其同伴分析了芬蘭、英國和匈牙利3個具有不同能源政策路徑的歐洲國家對德國能源轉(zhuǎn)型的相關(guān)報道。

安塔爾收集了這3個國家2011年至2015年間的日報新聞源，比較分析了它們對德國能源轉(zhuǎn)型的看法。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對能源轉(zhuǎn)型的陳述，因國家政策的優(yōu)先次序而異，因此呈現(xiàn)出不同畫面。10月22日，相關(guān)論文刊登于《自然·能源》雜志。

此外，這些報道主要立足于技術(shù)經(jīng)濟視角，并強調(diào)供應(yīng)方面的措施和能源技術(shù)，如核能、太陽能和風能。相比之下，其他可再生能源，如生物質(zhì)能，以及更廣泛的環(huán)境和氣候問題，往往沒有得到多少關(guān)注。

安塔爾表示，在對這3個國家能源政策不同的解讀中，國家能源政策話語的歷史文化嵌入清晰可見。盡管歐盟在指導其成員國的氣候和能源政策方面發(fā)揮了重要作用，但各國在政治結(jié)構(gòu)、文化、環(huán)境價值、經(jīng)濟形勢和能源生產(chǎn)方面的差異仍然很大。

轉(zhuǎn)型需各方協(xié)調(diào)

泰爾威寧指出，圍繞能源轉(zhuǎn)型的各國意見分歧也凸顯了更廣泛的問題：在社會技術(shù)轉(zhuǎn)型過程中，理想的能源未來，以及可能相互沖突的政策、經(jīng)濟目標如何協(xié)調(diào)。

例如，在德國的能源轉(zhuǎn)型中，盡管可再生能源份額在這10年中大幅增加，但二氧化碳減排未能取得多大進展。因此，到2020年，該國溫室氣體年排放量在1990年的基礎(chǔ)上減少40%的目標可能仍然遙不可及。

“一個重要因素是德國繼續(xù)依賴化石燃料，尤其是煤炭，后者在德國的能源結(jié)構(gòu)中仍發(fā)揮著重要作用，這就產(chǎn)生了在國家能源政策辯論中的政治緊張關(guān)系。” 泰爾威寧說。

除了造成政治緊張，能源轉(zhuǎn)型的經(jīng)濟影響也十分深遠。新舊能源產(chǎn)業(yè)、能源交易模式等都需要經(jīng)歷變革。

其中，能源區(qū)塊鏈正顛覆著全球能源領(lǐng)域。IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會）電力與能源協(xié)會主席賽義夫·拉赫曼在IEEE EI2上提到，利用區(qū)塊鏈和物聯(lián)網(wǎng)能構(gòu)建更廣泛、多樣的能源交易平臺。

拉赫曼向人們描述了這樣一個應(yīng)用場景：許多家庭使用太陽能發(fā)電，而借助區(qū)塊鏈交易平臺，家庭能源生產(chǎn)者可以把多余的能源賣給鄰居，從而減少能源浪費，提高利用率。

無論如何，在此前舉行的二十國集團能源部長會議上，各方均一致認為能源對未來發(fā)展至關(guān)重要，應(yīng)對氣候變化、確保能源安全的目標不可動搖，而能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型可以有不同途徑，轉(zhuǎn)型過程應(yīng)可持續(xù)、靈活并兼顧能源安全。

另一方面，除了能源轉(zhuǎn)型，通過構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)用清潔能源替代化石能源，也有助于解決能源緊缺、緩解氣候變化等問題。

“特大”“特小”推動能源互聯(lián)

2015年，國家主席習近平在出席聯(lián)合國發(fā)展峰會時表示，中國倡議探討構(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。

全球能源互聯(lián)網(wǎng)是清潔主導、電為中心、互聯(lián)互通、共建共享的現(xiàn)代能源體系，其實質(zhì)就是“智能電網(wǎng)+特高壓電網(wǎng)+清潔能源”。

而對于全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)筑，全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織主席劉振亞曾表示，特高壓電網(wǎng)是關(guān)鍵。

“特高壓電網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)千公里、千萬千瓦級電力輸送和跨國跨洲電網(wǎng)互聯(lián)，并且具有容量大、效率高、損耗低、占地省、安全性好等顯著優(yōu)勢，全球各大清潔能源基地和用電地區(qū)都能置于特高壓電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)?！眲⒄駚喺f。

除了“特大”，“特小”也不應(yīng)忽視。

“微電網(wǎng)能實現(xiàn)分布式電源的靈活、高效應(yīng)用，能推動傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)過渡?！?美國工程院院士、IEEE會員穆罕默德·謝罕德普說，“智能微電網(wǎng)是能自我控制的獨立系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)運行，也可以孤立運行，能提高供電的可靠性，而且有助于更好地管理電網(wǎng)?！?/p>

例如，在歐洲，微電網(wǎng)已成為未來電網(wǎng)的重要組成，借此為分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入做準備。

“但一直以來，人們并未給予這些微小電網(wǎng)足夠的重視，這意味著要利用它們更好地管理電網(wǎng)系統(tǒng)，就需要尋找新的保護系統(tǒng)、操作方式和傳感器等?！敝x罕德普說。

總之，智能發(fā)電是隨著需求而來的，通過發(fā)展能源系統(tǒng)集成，從一體化的角度看待能源的使用和生產(chǎn)，充分實現(xiàn)各類能源的互聯(lián)、開放、共享和協(xié)同，才能形成最美的能源未來。（據(jù)《中國科學報》）