能源互联网:如何面对危机与挑战?

发布时间:2020-12-09 01:06 阅读次数:
本文摘要:领导:构建世界能源互联网,加强特高压和智能电网技术创新,建立世界能源合作机制,共同推进各国智能电网、各洲互联网和跨洲特高压骨干网架建设,加快世界互联的强大智能电网建设。全球能源的发展现状全球能源的发展资柴时代到煤炭时代,再到油气时代、电气时代的发展过程。目前,全球能源供应以化石能源为主,有力支持经济社会的快速发展。 适应未来能源发展的需要,水能、风能、太阳能等清洁能源正在加快研发和利用,在保障全球能源供应、促进能源清洁发展中,将发挥越来越重要的作用。

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领导:构建世界能源互联网,加强特高压和智能电网技术创新,建立世界能源合作机制,共同推进各国智能电网、各洲互联网和跨洲特高压骨干网架建设,加快世界互联的强大智能电网建设。全球能源的发展现状全球能源的发展资柴时代到煤炭时代,再到油气时代、电气时代的发展过程。目前,全球能源供应以化石能源为主,有力支持经济社会的快速发展。

适应未来能源发展的需要,水能、风能、太阳能等清洁能源正在加快研发和利用,在保障全球能源供应、促进能源清洁发展中,将发挥越来越重要的作用。长期以来,全球能源消费总量持续增长,能源结构不断调整。

尤其是近20年来,全球能源发生了深刻的型,整体形成了煤、石油、天然气三分天下,清洁能源快速发展的新格局。1、能源资源全球能源资源主要有煤、石油、天然气等化石能源和水能、风能、太阳能、海洋能源等清洁能源。全球化石能源资源储存量大,但随着工业革命数百年的大规模开发利用,面临资源枯竭、污染排放严重等现实问题的清洁能源不仅总量丰富,而且低碳环境保护再生,未来开发潜力巨大。

截至2013年,全球煤、石油、天然气剩馀可采集量分别为8915亿吨、2382亿吨和186兆吨,符合标准煤共计1.2兆吨。根据目前世界平均采矿强度,全球煤炭、石油和天然气分别可采矿113年、53年和55年。全球水能、风能、太阳能等清洁能源资源非常丰富。

据估计,全球清洁能源资源每年的理论开发量超过150000兆千瓦时,根据发电煤消耗300克标准煤/(千瓦时)计算,约合45兆吨标准煤,相当于全球化石能源剩馀可采集量的38倍。2、能源消费全球能源消费总量和人均能源消费量持续增加。受世界人口增长、工业化、城市化等多个因素的影响,世界一次能源年消费总量从53.8亿吨标准煤增加到181.9亿吨标准煤,近50年增加了2.4倍,年平均增加了2.6%。

亚太地区逐渐成为全球能源消费总量最大、增速最快的地区。世界能源消费结构长期以化石能源为主,但其所占比例逐渐下降,电力占终端能源消费比例逐渐提高。随着电气化水平的提高,越来越多的煤炭、天然气等化石能源转化为电能,化石能源在全球终端能源消费结构中的比重持续下降。

从1973年到2012年,煤、石油在世界终端能源消费中的比例分别下降了3.6个、7.5个百分点,电力所占的比例从9.4%增加到18.1%,仅次于石油的比例,居第二位。3、能源生产全球能源生产总量稳步提升,化石能源逐步增加,清洁能源发展迅猛。工业化以来,化石能源支撑着全球经济的发展,在化石能源生产中,石油目前占据着最重要的地位,其次是煤炭和天然气。

进入21世纪,风能、太阳能等清洁能源发展迅速。2000~2013年,全球风力发电、太阳能发电设备容量从1793万千瓦、125万千瓦增加到3.2亿千瓦、1.4亿千瓦,分别增加了17倍和111倍,年平均增长率达到24.8%和43.7%。但是,由于基数小,风能、太阳能等非水再生能源的比例仍然很低,占世界一次能源供给总量的2.2%。

4、能贸全球能贸以化石能为主,总量稳步增长。化石能源生产和消费分布的不均衡,需要能源资源在全球优化配置。随着海运、铁路、油气管网等能源运输网络的建立和完善,跨国能源贸易流量逐渐增加。

受电网输电能力等因素的限制,电力主要以国内和区域内的平衡为主,跨国电力贸易规模小,按热值当量计算,仅为全球化石能源贸易量的1.3%。目前,石油是世界贸易量最大的能源品种。

总之,全球能源生产和消费结构目前仍以化石能源为主,清洁能源和电力比重增长迅速,由于能源分布不均衡,能源供需分离度加深,全球能源贸易规模扩大。全球能源发展面临什么挑战?长期以来,化石能源支撑着工业文明的发展,同时也带来了环境污染、气候变化等影响人类生存发展的现实难题,基于化石能源的能源生产和消费方式亟待转变。

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同时,全球风能、太阳能等清洁能源发电整体处于加速发展阶段,在技术创新、设备研发、工程应用及系统安全性、经济性方面仍面临较大挑战。1、能源供应面临挑战在全球经济发展的带动下,全球能源消费总量从1965年的53.8亿吨标准煤增加到2013年的181.9亿吨标准煤增加了2.4倍。未来,世界能源消费仍将保持增长。化石能源储存量有限,具有不可再生性,大规模开发利用一定会导致资源枯竭。

目前,易开采的石油正在迅速减少,逐渐集中在极少数国家,易开采的煤炭也只剩下几十年的开采期。从布局上看,全球能源资源和能源消费呈逆向分布,能源开发越来越集中在少数国家和地区。

部分资源缺乏国家能源对外依赖度不断提高,能源供应链脆弱,安全问题突出。能源供应成本是影响能源发展的重要经济因素,目前化石能源和清洁能源供应成本总体呈上升下降趋势。

化石能源开采成本逐渐增加。清洁能源开发成本逐渐下降,但仍处于上位。未来需要进一步提高高清洁能源的经济性,具备市场竞争力,实现清洁能源对化石能源的大规模替代。2、能源环境面临挑战化石能源燃烧是全球温室大棚气体排放的主要来源。

能源活动在现在和今后的长期依然是影响温室气体排放的决定性因素。大棚气体排放带来的大棚效应,对人类的生存发展构成以下四大威胁,包括陆地面积缩小、大量物种灭绝、食物供应威胁、危害人类健康。

化石能源燃烧排放大量烟尘等污染物,多云,严重危害人类健康。工业革命以来,以氮氧化物、碳氢化合物和二次污染物形成的细粒污染为特征的复合型污染出现在许多发达国家和部分发展中国家,大气可见度日益下降,阴天增加,人类健康受到威胁。大量化石能源在开采、运输、使用的各个环节对水质、土壤、大气等自然生态环境造成严重污染和破坏。

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3、能源配置面临挑战全球化石能源配置具有总量大、环节多、运输距离远等特点。现有海运、铁路、公路等传统化石能源运输方式通常链条长、效率低,需要几种运输方式相互连接才能完成能源运输过程,在能源运输过程中容易受到外部因素的影响。全球能源向清洁化发展,电能远程、大范围配置的重要性将越来越突出,但现有的电力配置能力明显不足。

为了应对全球能源总供应和能源环境的挑战,大力发展清洁能源是必要的,世界能源结构经历了以化石能源为主的清洁能源转变。随之,世界能源配置的需求也将从现在的化石能源转变为清洁能源。

应对洁净能源大规模开发的需求,加快构建全球电力高效配置平台。随着洁净能源的大规模开发,必将形成以功率为主导的能源配置结构,以洁净能源为主导,以功率为中心,需要建立更高的电压等级、更大的输电容量、更远距离的全球能源配置网络平台,满足洁净能源的大规模、远距离配置需求。4、能源效率面临挑战现在,无论是化石能源还是清洁能源,其开发、配置、利用效率都不够高,有很大的提高空间。开发环节存在资源开发利用率低、能源转换效率低的问题。

化石能源配置环节多,配置效率不高。化石能源除了部分直接作为终端能源使用外,还有相当部分的煤、天然气、燃料用于发电。这部分化石能源必须通过多个阶段运输到发电厂,中间环节多,能源损失大。在使用过程中,能源利用效率低,电力占终端能源消费比例低。

提高电能在终端能源消费中的比例,增加经济产量,提高整个社会的能源效率。如何推广全球能源互联网?构建全球能源互联网,加强特高压和智能电网技术创新,建立全球能源合作机制,共同推进各国智能电网、各洲互联网和跨洲特高压骨干网架建设,加快全球互联的强大智能电网建设。

综合考虑全球能源分布、清洁能源发展、能源供需、能源运输等因素,未来全球能源互联网的发展可分为洲内互联、跨国互联和全球互联三个发展阶段。第一阶段:洲内连接到2020年,推进形成共识到2030年,根据技术经济的比较优势,开始建设大型清洁能源基地,加强洲内国家之间的电网连接。各大洲加快开发清洁能源,通过各大洲内的互联网实现清洁能源运输和消纳。如东北亚电网、北美电网、欧洲统一电网、拉美电网、非洲中南部电网等。

跨境互联网发展迅速,在满足清洁能源消耗范围不断扩大需求的同时,实现各国不同季节、不同时间段、不同类型电力资源的互补和互补,提高能源系统的效率和经济性。各国加强国内强网架建设和全国互联,更好地融入洲内互联网,更有效地接受洲内配置的清洁能源。

第二阶段:跨国互联2030~2040年,发展重点是在继续加强各洲主要国家电网互联的基础上,按照先易后难的顺序,推进一极一等大型能源基地的开发和跨国互联网取得重要进展。洲内互联网网架不断完善,随着北极地区风力发电、赤道地区太阳能发电等全球重点清洁能源基地的大规模开发,跨境远程输电和跨境电网成为全球能源互联网发展的主导方向。

跨国多种电力资源互补,利用时差的跨国电力互补效益更显着,世界能源互联网首次规模化。这一阶段要着重推广北极地区电力外卖通道、赤道地区电力外卖通道、亚欧国际电力外卖通道、亚洲与北美互联网通道、欧洲与非洲互联网通道、亚洲南部与非洲互联网通道、北美与南美互联网通道等建设,建立全球能源互联网合作推广与协调机构,初步形成全球能源互联网合作机制。第三阶段:全球互联网2040~2050年,根据重点突破、全面推进的构想,加快全球能源互联网建设,逐步形成全球互联网结构,实现两个替代目标。随着全球太阳能、风能等洁净能源基地的全面开发建设,洁净能源发电取代化石能源,占主导地位,化石能源开发、运输和消费规模明显下降,基本实现各洲、各国电网互联,全球能源互联网全面建设,成为全球洁净能源优化配置平台。

全球能源互联网组织机制和运行机制完善,全球控制中心建立各洲控制中心、各国控制中心,形成分层控制的控制体系。全球化电力市场建立,跨境跨境电力市场交易电量占电力总消费比例大幅提升。


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