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刘振亚:加快构建亚洲能源互联网 促进能源系统变革

[日期:2017-02-08]   来源:能源评论杂志   作者:   [字体: ]

为推动世界可持续发展,2015年9月26日,中华人民共和国主席习近平在联合国发展峰会上倡议“探讨构建全球能源互联网,推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求”,得到国际社会的普遍赞誉和积极响应。

2016年3月,我们发起成立全球能源互联网发展合作组织,搭建了共商、共建、共享、共赢的合作平台。今年1月9日,我与联合国秘书长古特雷斯进行了会谈,他表示全球能源互联网作为解决气候变化等问题的“中国方案”应纳入联合国《2030年可持续发展议程》,引导各成员国共同参与和建设。下面,本文将结合构建全球能源互联网和亚洲能源系统变革,提出三方面认识。

全球能源互联网的提出和发展前景

当前,世界能源发展面临资源紧缺、环境污染、气候变化三大挑战,加快能源变革迫在眉睫。按目前的开发强度,全球已探明煤炭和油气储量只能开采110多年和50多年。大规模开发使用化石能源还带来环境污染和气候变化等突出问题。如不控制,本世纪末全球温升将超过4℃,导致严重的生态灾难。这些问题的根源是对化石能源也就是碳基能源的依赖,最有效的解决方案,就是发展低碳能源、零碳能源。基于长期研究和实践,我认为,推动世界能源变革,要遵循从高碳向低碳、从低效向高效、从局部平衡向大范围配置的发展规律,以“两个替代、一个回归、一个提高”为方向,以全球能源互联网为平台,加快形成以清洁能源为主导、电为中心、全球配置的能源发展新格局,为世界提供更安全、更清洁、可持续的能源供应。

“两个替代”,即能源开发实施清洁替代,以太阳能、风能、水能等清洁能源替代化石能源;能源消费实施电能替代,以电代煤、以电代油、以电代气、电从远方来、来的是清洁发电,根本解决对化石能源的依赖以及碳排放等世界难题。“一个回归”,即化石能源回归其基本属性,主要作为工业原料和材料使用,为经济社会发展创造更大价值。(单位原油作为原材料创造的经济价值是用作燃料时的1.6倍)。“一个提高”,即提高电气化水平,增大电能在能源消费中的比重,在保障用能需求前提下降低能源消费量。(电力产生的经济价值相当于等当量煤炭的17.3倍、石油的3.2倍,电能占终端能源比重每提高1个百分点,能源强度下降3.7%)

构建全球能源互联网是实施“两个替代”的关键。全球能源互联网,是以特高压电网为骨干网架、全球互联的坚强智能电网,是清洁能源在全球范围大规模开发、输送、使用的基础平台。实质就是“智能电网+特高压电网+清洁能源”。智能电网是基础,特高压电网是关键,清洁能源是根本。全球清洁能源资源十分丰富,仅开发万分之五就可满足全球能源需求。但全球清洁能源分布不均衡,清洁能源富集地区大都远离负荷中心,需要远距离输电,在更大范围优化配置。同时,风电、光伏发电具有间歇性、波动性,只有融入大电网才能实现大发展。这就决定了只有构建全球能源互联网,才能实现清洁能源高效开发利用,保障能源安全、清洁、可持续供应。

构建全球能源互联网的条件基本具备。技术上,特高压、智能电网等关键技术日趋成熟。±1100千伏特高压直流输电距离可达6000公里以上、输送能力达到1200万到1500万千瓦。经济上,清洁能源发电经济性快速提升。随着技术进步,2025年前风电和光伏发电竞争力将全面超过化石能源。政治上,《巴黎协定》已于2016年11月4日正式生效,为全球能源互联网发展创造了良好政治环境。实践上,中国已建成“六交七直”13个特高压工程,在建“两交七直”9个特高压工程,已投运和正在建设的特高压线路长度、变电容量分别达3.5万公里、3.6亿千伏安。依托中国能源互联网,中国水电、风电、太阳能发电装机分别达3.3亿、1.5亿、0.8亿千瓦,均居世界第一。

面向未来,全球能源互联网发展前景广阔。总体可分为国内互联、洲内互联、洲际互联三个阶段。到2050年,基本建成全球能源互联网。届时,全球清洁能源比重达到80%以上,二氧化碳排放仅为1990年的一半左右,能够实现全球温升控制在2℃以内的目标。构建全球能源互联网,能够促进清洁能源大规模开发使用;能够利用时区差、季节差、电价差,获得巨大联网效益;能够将资源优势转化为经济优势,为世界经济发展创造新机遇、注入新动能。

亚洲能源互联网的构建和意义

从全球看,亚洲能源问题更突出,加快能源变革更紧迫。一是能源消费总量大、增长快、需求旺。2000~2015年,亚洲能源消费从36亿吨增长到75亿吨标准煤,年均增长5.1%,比全球平均增速高2.8个百分点。目前,亚洲年人均用能为1.8吨标准煤,仅为OECD国家的30%。预计到2050年,亚洲能源需求总量还将翻一番,达到158亿吨标准煤。二是能源环境问题十分突出。亚洲能源消费煤炭占比高达53%,比世界平均水平高出24个百分点。以煤为主的能源结构导致亚洲大气污染和碳排放居高不下,二氧化硫、氮氧化物、PM2.5和二氧化碳排放分别占世界的49%、39%、59%和54%。三是保障民生用能面临巨大挑战。目前,亚洲还有5亿多人口用不上电,占全球无电人口的43%。四是对外依存度高。日本、韩国化石能源消费几乎全部依赖进口,中国和印度的石油对外依存度分别达到63%、80%。

推进亚洲能源变革,关键要大规模开发、大范围配置清洁能源。亚洲水能、风能、太阳能可开发量分别达到7万亿、160万亿、240万亿千瓦时。水能资源主要集中在中国西南,俄罗斯远东,印度、缅甸北部,东南亚湄公河流域;风能资源主要集中在中国“三北”(西北、东北和华北北部)、俄罗斯环北冰洋沿岸、蒙古和哈萨克斯坦南部等地区;太阳能资源主要集中在中国西部北部、蒙古中南部、中亚、西亚等地区。东北亚的中国、日本、韩国,南亚的印度、巴基斯坦和东南亚的泰国是亚洲重要的能源消费中心,用电量占亚洲80%。亚洲清洁能源资源与需求逆向分布的特征,决定了构建亚洲能源互联网,是推动能源变革、实现清洁发展的必由之路。

构建亚洲能源互联网的总体思路是:形成由中国、东北亚、东南亚、南亚、中亚、西亚六大电网组成的“1+5”联网格局;加快开发中国北部、蒙古、俄罗斯清洁能源,向中国东部、韩国、日本送电,实现东北亚电力联网;加快推进南亚、东南亚电网建设和区域内电力互联,接受中国、中亚、西亚等地区的清洁能源,满足印度、巴基斯坦、孟加拉以及东南亚国家的电力需求。依托亚洲能源互联网,到2030年,亚洲清洁能源装机容量将占总装机容量的40%以上。分区域看:

中亚:哈萨克斯坦等国家清洁能源丰富,风能、太阳能技术可开发量分别达3万亿千瓦时/年和20万亿千瓦时/年,适合建设大型风电和太阳能发电基地,以风光火打捆方式送电中国、南亚和东南亚地区。

西亚:太阳能资源非常优质,年平均利用小时数超过2000小时,并且荒漠面积大,适合建设大型太阳能发电基地,东送南亚,西送欧洲。依托太阳能资源大规模开发,西亚可以实现从化石能源基地向清洁能源基地转型。

南亚:年人均用电量不到全球平均水平的1/4,有3.6亿人没有用上电。预计2030年最大负荷将达5.2亿千瓦,增长170%,依靠区域内清洁能源无法实现平衡,2030年电力缺口将达到1.3亿千瓦。需要受入中国、中亚和西亚电力,解决日益紧张的缺电问题。

东南亚:年人均用电量只有全球平均水平的60%,有1亿人没有用上电。预计2030年最大负荷将超过1.7亿千瓦,增长80%。受诸多因素制约,本地水能资源在近期难以大规模开发,区域内电力自我平衡十分困难,需要从周边地区受入电力。

东北亚:韩国和日本是能源消费中心,且化石能源对外依存度高。适应碳减排和电动汽车发展需要,预计到2030年用电量还将分别增长50%和25%以上。但国内清洁能源潜力有限,需要受入蒙古、中国和俄罗斯清洁电力。

中国联接东北亚、东南亚、南亚、中亚等地区,电源装机、用电负荷和电网规模都很大,在亚洲能源互联网中将发挥枢纽和平台作用。向北可以消纳蒙古、俄罗斯乃至北极地区的电力,向西可以承接中亚富余电力,向南可以向南亚、东南亚国家输电。目前,中国已初步建成全国互联的坚强智能电网,能够发挥大电网“蓄水池”作用,调剂余缺、多能互补,为构建亚洲能源互联网提供坚强支撑。

构建互联互通的亚洲能源互联网,意义重大。一是推动亚洲能源变革。大规模开发清洁能源,并在更大范围进行优化配置,能够加快实现亚洲清洁发展目标,带动世界能源转型。二是保障人人享有可持续能源。通过接收中亚、西亚和中国的电力,能够显著提高南亚和东南亚电力保障能力,大幅减少无电人口,提高用能水平。三是促进经济一体化。通过电网互联和电力贸易,增进亚洲各国经贸联系,为亚洲创造有利的经济发展和地缘政治环境,带动区域经济协调发展。

推进亚洲电网互联的总体构想和优先项目

目前,亚洲发电装机容量约30亿千瓦,占全球总装机的48%,其中清洁能源装机超过6亿千瓦,占全球的40%;人均装机为0.75千瓦,年人均用电量为2032千瓦时,分别为世界平均水平的88%、67%,仅相当于OECD国家的1/3、1/4;220千伏及以上输电线路长度超过150万公里,相当于全球的60%。在跨国联网方面,与欧洲、北美已经形成洲内联网格局相比,亚洲明显滞后,国家之间电网互联严重不足,没有形成统一的亚洲电网。

从亚洲的资源特性和电网现状看,亚洲能源系统变革的关键,是要加快推进各国的电网互联和跨国能源通道建设。总体构想是:以清洁能源开发为重点,以特高压交、直流输电和智能电网技术为支撑,加快推进亚洲各国电网互联,打造绿色低碳、安全可靠、灵活互济的清洁能源大范围配置平台,以清洁和绿色方式满足亚洲电力需求。

从当前和长远看,推进亚洲电网互联,应按照联网经济效益好、对区域经济带动强、与各国规划衔接的原则,加快启动一批优先项目。当前,中国正在大力发展清洁能源,在新疆、西南、东北等地区建设多个大型清洁能源基地,具备向周边国家送电条件。经过研究,提出以下跨国联网工程。

一是以中国云南水电和中国北方火电为电源,建设中国云南~缅甸~泰国、中国云南~越南2项特高压直流输电工程,以及中国云南~缅甸~孟加拉输电工程,向泰国、缅甸、越南、孟加拉输电。二是以中国西藏水电为电源,建设中国藏东南~印度班加罗尔、中国藏东南~印度孟买2项特高压直流输电工程,以及中国藏东南~孟加拉输电工程,为印度、孟加拉提供清洁电能。三是以中国新疆煤电、风电、太阳能发电和哈萨克斯坦煤电为电源,建设中国新疆~巴基斯坦和哈萨克斯坦~中国新疆~巴基斯坦2项特高压输电工程,解决巴基斯坦电力紧缺问题。四是以中国华北电网为平台,承接蒙古和中国东北地区电力,建设蒙古~中国~韩国~日本输电工程,向韩国、日本输电。中国国家电网公司已与韩国、日本、俄罗斯有关企业签署《东北亚电力联网合作备忘录》,成立了联合工作组,已经完成工程预可研。

上述电网互联工程建成后,综合效益显著。一是具有良好经济效益。初步测算,工程落地电价比当地上网电价低3.5美分/千瓦时左右,受端国家每年可节约购电成本超过100亿美元。二是保障各国电力供应安全。负荷中心地区每年可从国外接收清洁电量3600亿千瓦时以上,实现各国电力来源多元化。三是推动清洁低碳发展。每年可替代原煤1.5亿吨,减排二氧化碳3亿吨,氮氧化物、二氧化硫、烟尘等污染物165万吨。

推动亚洲能源变革,需要凝聚各方智慧和力量。合作组织愿本着平等互利、优势互补的原则,与联合国亚太经社会等国际组织、各国政府、研究机构、行业企业等,深化务实合作,共同推动亚洲能源互联网建设。为此提出三点倡议:

一是发挥政府主导作用,共同推动机制建设。尽快建立政府间能源基础设施互联互通合作框架和工作机制,促成各国出台有利于清洁能源开发和电网互联互通的支持政策。

二是发挥国际组织和研究机构作用,共同推动基础研究。加强亚洲大型能源基地建设规划、联网方案设计和关键技术装备等研究,引导和推动亚洲能源互联网科学发展。

三是发挥行业和企业作用,共同推动工程落地。遴选一批开发条件成熟、效益显著的可再生能源基地和跨国互联电网项目,并纳入有关国家能源电力发展规划,推进工程实施,尽早见效。

构建亚洲能源互联网,推动可再生能源发展,符合亚洲各国的共同利益。面向未来,让我们加强合作、开拓创新,为加快亚洲能源变革,实现可持续发展作出积极贡献!

(作者系全球能源互联网发展合作组织主席、中国电力企业联合会理事长)





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