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能源互联网的欧洲实践与图景

2014-09-11 10:11
flinay
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  今年7月底,国家电网公司董事长刘振亚在美国华盛顿举办的电气与电子工程师学会电力与能源协会2014年会上提出,构建全球能源互联网,连接“一极一道”(北极、赤道)大型能源基地,适应各种集中式、分布式电源,推动智能电网在全球广泛应用,强化能源与电力技术创新,最终实现洲内联网、洲际联网和全球互联。

  这一概念的提出,在美欧工业国家圈内引起了广泛的讨论。

  在极力推动可再生能源发展的欧洲,其低碳、环保的发展逻辑和刘振亚董事长提出的“两个替代”(清洁替代和电能替代)深度契合。以德国为例,虽然近年来制定了大量复杂的鼓励可再生能源发展的法律、条文和框架,整个能源转型涉及电力系统、可再生能源、智能建筑和新能源汽车等众多层面,归根结底也就是“两个替代”要阐述的核心意义:人类社会面临严峻的能源挑战,要实现可持续发展,就必须在能源消耗中大大提高用电比例,同时也要在电力生产中大大提高清洁能源所占的比例。

  发电能源在一次能源消费中的比重是表征一国电气化程度的重要指标。由于使用电力比直接使用石油、天然气和煤炭等一次能源的效率高,且电力用途广泛,使用灵活方便,不污染环境,可靠性高。因此,世界各国的电力生产和消费一般高于能源的增长速度,发电用能源在一次能源总消费量中的比例总体上不断增大。德国和丹麦是欧洲可再生能源领域的代表国家,其用电占一次消费的比例分别是30%和40%(按照发电煤耗计算法)。在欧洲,如果电网更大程度互联,就可以进一步优化电力利用效率,消纳未来更大规模的新能源电力。

  近些年,欧洲海上风电和分布式新能源发电正大行其道,并网成本、电力安全等原因也在倒逼国际互联性电网的建设。其中,英国/爱尔兰、西班牙/葡萄牙、意大利和波罗的海三国这四个区域可以说是欧洲的“电力半岛”。英国和爱尔兰附近海域拥有欧洲最好的海上风电资源,但是与欧洲主网的互联又最弱。而连接北海沿岸的德国、法国、比利时、荷兰、卢森堡、丹麦、瑞典、爱尔兰和英国等9个国家的欧洲超级电网Super Grid,可以把海上风电场的长期投资成本减少约四分之一,并且已经至少有21家公司参与了这个计划(Friends of the Supergrid)。英国的海上风力发电场、德国的太阳能光伏电站(含大型和分布式)、比利时和丹麦的波浪能发电站将与挪威的水力发电站连成一片,有望彻底解决变幻莫测的天气所导致的新能源发电不稳定性和发电成本过高等问题。上述国家希望这个超级电网能在今后十年内投入使用,从而尽快解决平衡大规模发展新能源的承诺与电网建设投资的问题。此前欧盟承诺“到2020年,20%电力来源于可再生能源”,而超级电网被看作是实现这个诺言的重要步骤。欧洲和北非国家的DESERTEC项目,也就是试图把阿尔及利亚、突尼斯、利比亚和摩洛哥等北非国家丰富的光热、光伏发电资源通过跨海电网输送到意大利和西班牙南部,与欧洲大电网相连,以最终实现对可再生能源的更大规模利用。

  在这些大规划背景之下,欧盟也制定了“2050能源路线图计划”,试图在2050年构建出强大的电力互联网,以完成从日照条件非常好的南欧国家,比如西班牙,向德法等传统工业国家输送最高近50吉瓦的国际化电网框架。

  可再生能源比例到达一定程度后,电网内的能源流动将颠覆目前已有的模式,动辄几千万千瓦的能量输送将成为地区和国家间电力交换的常态。完全可以想象,如果国际社会积极响应“全球能源互联网”这一概念,中国主导的特高压交直流技术将成为具备“网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动”特征的全球性大电网的重要基础,为电力联网的互动、安全和可交换性提供最直接的技术保障。

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