可再生能源联网规划与运行是干什么的
可再生能源联网规划与运行是高比例可再生能源电力系统规划优化、运行优化、稳定与控制、电力电子装备4个方面。发展可再生能源是能源转型的重要途径,高比例可再生能源并网是未来我国电力系统的重要特征。
作者:聂光辉
民主、平等对待能源体系要素是能源互联网发展理念中的核心
确切的讲,中国的能源互联网从一个产经领域的概念转变为一个政经领域的概念,始于2015年9月,中国在联合国会议宣布,中国倡议探讨构建全球能源互联网,推动清洁和绿色方式满足全球电力需求。很显然,此时全球能源互联网概念从那时起已上升到国家战略层面。从一个概念归属的划分尽管在内涵和外延上保持了一致,但为了促进清洁能源利用的,由国家电网公司倡导的全球能源互联网概念并没有全面保持能源互联网概念在产经领域里的独立性,而将全球能源互联网解读为以电力系统为核心的泛在坚强智能电网。
绿色、低碳是能源产业技术的发展方向,在如何对待不同能源体系要素问题上,国家能源政策有没有针对能源本质属性上去制定,都值得商酌。传统化石能源与绿色能源之间的对抗关系将在能源互联网的实践过程中突出表现,不可忽略的是能源本身有谋求自身出路的诉求。在淘汰落后过剩产能的过程中,如何从市场竞争的角度出发而不是受约束于体制因素,将是未来能源体系要素能否真正受到民主、平等对待的关键。
从广义的能源互联网概念出发,能源互联网就是在“互联网+”的形势下,以现有的能源领域的能源体系要素为基础,在能源利用与消费、环境责任承担上都应趋向民主、平等。能源互联网不仅给传统能源行业带来了变革,而且带来了以数据信息、技术驱动等为内容的商业契机。
打破旧的能源供应、消费鸿沟,释放壁垒红利,是能源互联网属性要求
传统的能源供应与消费,因供应主体缺乏民主,或因消费主体经济状况不佳、能源配置话语权不足,导致在能源消费过程无法做到高效利用或被平等对待,以至于在传统的能源领域,形成了非常明显的供应、消费鸿沟。
在我国,在传统能源供应与消费中,鸿沟现象表现较为突出的是电力、石油等。目前,体制改革已经在传统能源体系中悄然进行,比如基于新电改指导意见的电力改革方案及其措施,业已逐步获得了市场的认可。但是能源体制改革的步伐还是较为缓慢,鸿沟现象还是依然存在。
从能源互联网属性要求出发,不仅要求变革旧的能源系统的物理层面,而且要求革新能源体制层面。在“互联网+”行动计划刮遍各行各业的角落时,所谓的能源领域的互联网思维被唤醒了,有人称之为能源的“互联网精神”。所谓的能源的“互联网精神”应是互联网信息技术的商业价值的成功,向能源领域传递了一种能源在供应、消费上的民主意识、平等意识。因此固有的能源体制将在能源互联网时代被打破,而市场竞争环境以及商业主体也将呈现多样化。
能源体制壁垒的存在实则是政府过度干预能源市场化流通交易的结果,在特定的历史时期,能够快速的发展能源,为国民经济起到了强有力的支撑。但随着市场体制的健全,依然受到体制壁垒保护的能源领域,产能过剩、垄断等特征就会对能源发展战略掣肘。
能源互联网将实现能源领域的纵横向突破,跨界融合成趋势
所谓的纵向突破,是指打破能源在生产、运输、存储、经营以及消费等过程中的体制与技术壁垒,实现能源从生产到消费的自由流动。所谓的横向突破,是指打破传统能源在规划、运行与经营以及消费领域的独立性,实现传统化石能源、绿色能源间的基于能源体系要素被民主、平等利用基础之上的协同效益。
能源领域的纵横向突破,将为所有的能源体系要素创造了一个自由的市场化竞争环境,打破了传统能源产业之间的供需界限,很大限度的促进油、气、电等一、二次能源类型的互联互通。
除了体制的限制导致能源体系要素间的耦合程度不高,另外一部分原因在于人类发展能源史上的认知限制。能源领域的纵横向被打通,将有效刺激能源行业内部的重组并购以及能源行业与其他行业的跨界融合。
大数据为基础形成有效数据将催生能源互联网信息增值服务
数据已经渗透到每一个行业和业务职能领域,且成为了一种重要的生产要素。大数据是信息化经济时代的一个特征,海量的数据也将充斥整个能源系统,而以大数据为核心的商业模式在能源互联网领域中的诞生应当以有效的数据信息为依托。
能源互联网中,有效的数据信息是指在能源要素在生产、流通、消费等闭环中形成的各种数据,在经过数据挖掘、筛选后所提炼出的包括能源生产信息以及用户的消费习惯、生活方式等在内的商业信息,能够构成重要的生产要素的数据信息。
有效的能源数据所催生的信息增值服务,其商业主体不仅包括传统的能源企业、电力企业、可再生能源企业等,还包括互联网企业在内的跨界的商业主体,它们都将有机会参与到能源互联网未来的商业竞争格局中,甚至以数据研究分析为主要业务形态的企业也将从能源互联网未来的有效的数据信息中受益。有效的数据信息的使用不仅可以实现能源配置的优化,而且有利于用户更好改善利用能源的方式,使能源在使用过程中趋向低成本,实现包括社会效益、环境效益在内的高效益。
在能源互联网中,信息增值服务的另一大机遇在于数据信息的安全领域。能源互联网给能源体系融合了开放、共享等特征时,同时也引发了国家能源战略安全、用户隐私等在内的多方面的思考,可预见的是能源互联网将更加注重信息的安全。
能源路由器、分布式能源技术等在能源互联网领域价值空间巨大
能源路由器,又称能量路由器,实则都是比拟互联网所进行的形象化的表述,但都离不开两个要求,即要求能够实现能源本身的双向流通以及信息的互联互通。市场上出现的诸如智慧能源网关,炒作的概念大于实用,其技术实质上就是微电网、智能电网等领域所倡导的能量双向流动控制器的翻版,或是粗糙的技术堆砌。目前国内能够真正满足两个要求的能源路由器尚未出现,仅仅实现的是狭义的能源互联网概念中所倡导的电力互联网的部分电力流通控制,这也是能源互联网为什么没有真正落地实施的重要原因所在。
能源路由器仍将在能源互联网未来的市场格局中占据重要的地位,在产品形态上将可能呈现多元化趋势,比如,针对煤炭行业在能源互联网未来的机遇中,煤炭开采、运输、仓储以及使用等,其信息有可能被集成到某一种只针对煤炭的特有的能源路由器上,煤炭及其信息要素所构成的煤炭互联网将作为整个能源互联网的有机组成部分存在,再比如,针对电力行业,电力在输配电过程中,广域内的电能过剩以及缺额现象可以通过针对电力互联网的特有的能源路由器实现整体平衡。从广义的能源互联网概念出发,能源路由器不应被狭隘的定义在电力互联网中的分布式自动控制和保护等领域。
从技术创新驱动的商业模式角度出发,另一个由技术驱动从而产生巨大价值空间的,分布式能源技术领域的创新值得关注。狭义的能源互联网概念侧重电力互联网的核心地位,在物理实体上,虽然在形式上也是电网+气+油+交通等系统在内的共享的大网络,但以能源有中心的发展理念还是突出了未来电力系统的核心地位,不过,也可预见的是以清洁能源利用、分布式发电技术在内的分布式能源的技术价值空间巨大,分布式能源技术可有效的让用户也参与到能源供应链中且可以扮演不同的角色,可以是传统意义上的消费者,也可以是能源供应者,或二者兼有之,目前,这也符合国家战略改革当中的优先发展清洁能源的意见倡导和政策支持。
提防市场炒作可能阉割概念内涵的风险,现阶段不宜过快标准化
能源互联网涉及行业较多,寄予了人们对于能源行业的期待。能源互联网在全球范围内都处于实验探索阶段,距离成熟的实践还有相对大的工作去做,传统能源行业与未来能源体系的竞争关系,新旧市场和管理体制的矛盾,新旧行业从业人员的观念差异,都将制约着能源互联网的标准化实施。同时,并非从挖掘能源互联网内涵出发的市场炒作,存在着将能源互联网真正的内涵阉割的风险,应当引起业内人士警惕。
中国在全球能源互联网的概念推广上已经抢占先机,国内也一直期待能源互联网相关的顶层设计。不过,换个角度想,没有能源互联网顶层设计的束缚对于能源互联网概念内涵以及商业模式的探索是有利的,而能源互联网的标准化需要更多的考虑整个能源系统的复杂性以及现实性,过快的标准化很难把握其概念内涵,如果过分具体,则极有可能从新设立行业间的发展障碍,如果过于笼统,则极有可能激发不出有效的商业模式。
能源互联网未来的商业机遇在哪里,更重要在于要把握好能源体系要素在谋求发展中的诉求是一样的,机遇和担当也应该是一样的,这样在后期的能源效益评价体系中也能体现出更大的公平,同时也应兼顾能源格局现状,以市场为导向谋求发展。(作者:聂光辉,能源互联研究与实践者,专栏作者。)
能源互联网是以互联网技术为核心,以配电网为基础,以大规模可再生能源和分布式电源接入为主,实现信息技术与能源基础设施融合,通过能源管理系统对大规模可再生能源和分布式能源基础设施实施广域优化协调控制,实现冷、热、气、水、电等多种能源优化互补,提高用能效率的智能能源管控系统。
能源互联网连接范围很广,包括发电领域的传统发电、光伏发电、风力发电、水力发电等,输配电领域的智能电网、微电网、输配电设备,智能储能领域、智能用电领域的智能建筑、电动车、智能家居、工业节能,能源交易领域的电力交易、碳排放交易,能源管理领域的节能服务和合同能源管理行业。
智能电网与能源互联网产业
智能电网是世界电网发展的新趋势,可以引导各方更加高效地用电,实现节能减排,并希望中美双方能够在解决相关问题方面携手合作。当前美国积极推进智能电网的发展和试点工作,奥巴马政府执政时期曾着力推进了中国智能电网发展有关事项,美国智能电网建设的第一批标准也已经公开发布。
目前,全球对能源互联网的认知更加明确,业内人士提出了全球能源互联网实质就是“智能电网+特高压电网+清洁能源”。加快我国能源互联网建设,发挥示范引领作用以“一带一路”国家为重点,加快全球能源互联网战略落地以全球能源互联网为基础,推动能源、信息、交通三网融合发展,推动全球能源互联网更好更快发展。
能源互联网的发展前景广阔
能源互联网的构建,可以有效帮助可再生能源的发展,实现能源持续发展。除此之外,还将引发能源金融、能源服务等灵活的方式进入市场,激活能源市场环境。为此,我国大力推动能源互联网,旨在缓解因为能源带来的一系列问题。
可以预见,2019年,我国能源互联网行业将会继续保持高速增长。未来我国将减少一次性能源的比重,促进新能源的发展,提高可再生能源的比重。预计2050年我国煤炭消耗量将降至40%,新能源的比重则增加至30%。这将增大对能源互联网的依赖性。
其次,在经济发展的背景下,我国用电量将快速增长,结构变化频繁。这对能源治理提出了新的要求,将会刺激对能源互联网的需求。目前,电力行业积极转变发展方式、调整电源结构,坚持走清洁、绿色、低碳发展之路,能源互联网发展前景广阔。
——以上数据及分析来源参考前瞻产业研究院发布的《中国能源互联网趋势前瞻与投资战略规划分析报告》。
Facebook 、苹果、亚马逊、Google 这些科技互联网公司的业务重心都有所不同,但近几年都都不约而同在一个领域不断加大投入,那就是可再生能源。那么为什么互联网都盯上了可再生能源?
1、带动地区经济发展。早在 2014 年,亚马逊的第一个风力发电厂就已经在印第安纳州的本顿县启用,而新的三个风力发电厂,其中一个位于加利福尼亚南部特哈查比山脉,在这座山脉进行风力发电的科技公司不仅仅是亚马逊这一家。这些风力发电项目多建在边远的农村地区,同时也带动了这些地区的经济增长。根据美国劳工统计局的预测,从 2018 年到 2028 年,风力涡轮发电机技术人员的岗位将增加 57%。
2、最主要的原因之一就是为自家的数据中心供电。除了风力发电,太阳能也是互联网巨头青睐的可再生能源,美国新墨西哥州正在建设的建设两个 50 兆瓦的太阳能项目,在不久的将来将会为 Facebook 数据中心供电,以帮助 Facebook 实现在 2020 年 100% 使用可在生能源的目标。作为全球最大的几家科技互联网公司,Facebook、Google 、苹果、亚马逊的数据中心存放着支持几十亿用户数据量的服务器,耗电量十分惊人。
据统计,全球数据中心的电力消耗总量已经占据了全球电力使用量的3%,按现在的电力价格估算,到 2025 年全球数据中心的电费将会超过百亿美元。
互联网巨头纷纷要提高可再生能源的使用比例,既可以大大降低成本,而在边远农村投资的新能源项目,往往还能获得当地政府的补贴,此外还能通过环保提升自己的企业形象,一举多得,也难怪大公司都盯上可再生能源了。
互联网能源是互联网和新能源技术相融合的全新的能源生态系统。
它具有“五化”的特征:
能源结构生态化、市场主体多元化、能源商品标准化、
能源物流智能化及能源交易自由多边化。
互联网能源的优势在于基于更低的成本,
能为消费者提供更优的服务,同时赋予消费者更自主的权利。
互联网能源特点:
互联网能源基于可再生能源和气体能源利用特点,形成众多产能用能一体的市场单元,
依托能源物理网和互联网相融合的开放平台,自主、平等地进行能源相关产品和服务
的多边交易,实现能源系统效率最优和能源价值的最大化利用,是能源结构生态化、
产能用能一体化、资源配置高效化的全新能源生态系统。
互联网能源结构:
能源结构生态化,就是指能源结构将以可再生能源为主导,气体能源作为补充和支持。
在人类当前技术经济条件和资源环境约束下,这样的能源结构组合对生态是最友好的,
也是人类最现实的能源选择。
众所周知,可再生能源周而复始、循环再生,遵循地球运转规律,是当前最生态的能源。而作为支持和过渡能源的气体能源,也是化石能源中最清洁的、对环境最友好的。
而互联网将可再生能源和气体能源有效融合,这样的能源结构应是当前和未来一段时间
内的切实选择。随着新能源技术和信息技术的快速发展,可再生能源应用比例将不断提升,化石能源比例不断下降,未来的能源结构将更加生态,人与自然将更加和谐。
互联网能源市场主体:
市场主体多元化,是指分布式能源是未来能源的主要生产方式,
将孕育众多产能用能一体的能源市场主体,他们不再依附于大能源公司,
有了更多的自主权和更平等的市场地位,从而从根本上改变了市场结构和市场主导权。
同时互联网能源是一个开放系统,任何有益于这个生态系统的市场参与者都可以进入,
比如集中式产能、储能、资源循环利用、能源输配设施、能源服务等辅助服务单元,
都可以成为互联网能源的有益补充。
互联网能源商品:
能源商品标准化,是指不同品类、不同品质或不同时空之间的能源可以相互转换,
价值可以统一度量,这是互联网能源交易的前提。这既需要不同能源在物理层面实
现转换,在不同时空间实现输配,同时也需要合理便捷的度量衡来支持结算。
比如我要的是热,你多余的是电或气,那就需要物理上的及时转换,并根据能量的不
同品质,赋予与其价值相适应的价格。如果我要卖电,对需要电的隔壁邻居和十公里
外的客户来说,其价值是不同的,可以是不同的电价。
互联网能源物流:
能源物流智能化,是指互联网能源需要自由开放、智能高效的能源物流网络,
这是互联网能源交易价值实现的物理基础。从物理网络层面来说,管网要互通互联,
接口要标准开放,能源可自由接入,同时还需要科学规划、经济高效的储能体系,
以提升整个系统的物流效率,降低系统成本。
从智能优化层面来说,如此多的多边交易和双向流动,对能源储运系统挑战很大,
必须借助智能手段,使其能够根据客户需求变化,优化输配路径,提高效率,降低
能源物流成本,这是实现交易的重要基础。
互联网能源交易自由:
能源交易自由多边化,就是要建立互联网能源的交易平台,
各类市场主体可以自由进出,依托透明的信息和统一的能量价值度量衡,
平等自主地进行多边交易,并利用智能化的物流系统完成能源的输配。
更重要的是,在这个透明的市场里,企业为获得竞争优势,
需要不断提高效率和创新,而用户产能用能,既可以成为创新主体,
也可以提出合理化建议,同时社交网络的存在,大家分享经验,相互协作,
更是加速了整个生态系统的更新换代。既自由竞争,又相互协作,
不断推动能源系统效率更优和能源价值的最大化利用。
现代互联网能源体系:
第一个理念就是优势互补,大家可以看一下这张图,我们把可再生能源和
化石能源的特性都罗列出来了,并且把化石能源里的煤炭、油和气体能源也
分别列了出来,而可再生能源里一部分是所谓的不可控能源,一部分是可控能源。
在我们的化石能源里面,大家其实都很清楚,一方面它的资源正像刚才里夫金先生
所讲是逐渐减少的,当然比较明显的还是油和煤,而我们的气体能源现在则是刚刚
开始,今天由于时间关系我没有时间多强调这个问题,但是可以说气体能源还可以
使用一百年到两百年,但是不管怎么说这个资源是有限的。
第二是分布比较集中,也就是说它在哪儿就都在哪儿,可能有一个使用和所在的差别。
当然接下来对污染的问题。油和煤是高污染的,气体能源相对来说是属于低碳清洁的。
接下来的特点就是密度相对比较高,便于储存,煤和油输送比较方便,调节容易,
气体能源就是输送灵活、调解灵活。
理念之三就是平衡发展,刚才里夫金先生也讲了中国的哲学,其实包括西方哲学也有
很多的平衡的理念。从平衡角度现代能源体系里主要体现在资源结构或者说是能源
结构的平衡,也就是化石能源和可再生能源一定是一个平衡发展的,我认为大自然
给了我们这些资源我们不能不用,关键是我们怎么用的问题。
第二就是分布式能源和集中式如何平衡的问题。
第三个就是供和需一定要平衡。我们现在的一些问题就是供方基本是强势销售,
需方是在这种强势下不得不应用能源。未来就像里夫金先生讲的是一个供需互动的,
也就是说我们使用能源的同时也在生产能源。
可再生能源实际上存在于阳光,空气,地下深处和海洋中。它们是地球物理结构的一部分,这意味着它们不断通过自然方式进行更新,周而复始,无法用完。
国家能源局3月30日发布,近年来,我国可再生能源实现跨越式发展,为能源绿色低碳转型提供强大支撑。水电、风电、光伏发电、生物质发电装机分别连续16年、11年、6年和3年稳居全球首位。可再生能源实现跨越式发展,开发利用规模稳居世界第一。
能源资源利用体系的核心是什么?
能源资源利用体系的核心要求是:按照减量化、再利用、资源化的原则,以提高能源资源利用效率为中心,以节能、节水、节地、节材、资源综合利用为重点,通过加快产业结构调整,推进技术进步,加强法制建设,完善政策措施,强化节约意识,建立长效机制,形成节约型的增长方式和消费方式,促进经济社会可持续发展。
再生资源回收产业和利用有什么区别?
简单说,再生资源回收,再生资源回收体系等等。简单的都是回收。不同的是角度。就是铺设的回收环节不同而已。有些是上门回收,有些是中转回收。而再利用则是回收加工。在再生资源行业里算是后端。一般指钢厂,纸浆厂。和一些特殊的再生资源回收利用产业园。含厨余垃圾的堆肥,有色金属回收冶炼,废旧塑料的再生加工。
互联网+的再生资源回收体系
再生资源回收体系建设是一个复杂而艰巨的系统工程,牵涉到方方面面,需要政府的决心和努力,也需要居民素质的不断提高。互联网+废品回收是未来发展的必然趋势废旧物品的处理,废旧物品的回收就是目前非常富有市场前景的行业。在这个万众互联、万物互联的时代,再生资源回收行业也不可避免地受到互联网的影响和改变。如今,废品回收融入互联网基因,为居民百姓、商家店铺解决卖废品难的问题。总而言之,互联网+废品回收的时代已经来临,不再是以虚打实,而是以实打实,四两拨千斤。受限于回收渠道的再生资源回收行业迎来新的发展机遇,加速信息化和智能化的蜕变无疑会为再生资源回收新添强劲驱动力。废品之所以成为垃圾其根本在于“回收”,随意抛弃的是“垃圾”,回收成功的是“资源”。那么究竟该如何提高废品回收率呢?废品回收者给您答案:借势,借互联网之势趟出一条“互联网+资源回收”的新道路。
由此,《能源评论》组织召开第19次学术沙龙,中国科学院院士何祚庥、国家电网公司能源研究院总经济师魏玢、埃森哲公司大中华区副总裁兼能源资源事业部董事总经理丁民丞等专家一同为读者描绘出“全球能源互联网”的未来图景……
“后天”并不遥远
一场急剧的气候变化之后,地球一片苍茫,空气稀薄,植物枯萎,到处是一眼望不到边的废墟,幸存者们为了生存,争夺紧缺的资源和食物,在无望中苦苦挣扎……
这是以《后天》为代表的一系列灾难电影中常常上演的镜头和情节,反映出人们对于持续恶化的气候的担忧,对资源耗尽后生存的恐慌。也许有人会说,这完全是杞人忧天,这样的日子只是电影为了博取票房的噱头。然而,越来越多的数据和事实显示,电影中资源耗尽、气候恶化的情形,已经在现实中逐步向我们逼近。
20世纪70年代的两次石油危机以及90年代的第三次石油危机,引发了世界能源的长期结构性变化。能源生产和消费总量持续增大,化石能源的大量开发和利用,导致能源资源的紧张、环境污染以及全球气候变化等问题日益突出,长期被化石燃料主宰的全球能源经济,正在步入一个危险而不稳定的困局。
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BP最新发布的《2014年世界能源统计年鉴》显示,截至2013年年底,世界石油探明储量为1.6879万亿桶,可以满足全球53.3年的生产需要全球天然气探明储量为185.7万亿立方米,可以保证全球54.8年的生产需要全球煤炭探明储量为8915亿吨,可以保证全球113年的生产需要。
与支撑当前世界经济的化石能源供应危机重重相伴随的,是人类生产、生活对能源不曾消减的旺盛需求。过去的十年中,全球一次能源消费量的年平均增速为2.5%,虽然由于世界经济整体疲软的原因,2013年全球一次能源消费量只增加了2.3%,低于过去十年的平均值,但这种增长的势头并没有改变。
有人将消除能源供应紧缺和能源需求增长之间矛盾的希望寄托在化石能源开采量的增长之上,寄托在以页岩气为主的新型化石能源的开发利用上。然而,地球的容量有限,所蕴含的矿产资源更为有限,化石能源开发利用过程中对地球环境的破坏、对气候变化的恶劣影响不容忽视。如若要以榨干地球最后一滴“油水”,来换取支撑人类社会经济发展的能源动力,那无异于饮鸩止渴。
因此,要缓解能源危机,保障能源安全,保护人类赖以生存的自然环境,有效遏制和推迟“后天”的到来,必须更多地将未来能源的希望,未来经济社会发展的动力,寄托在清洁能源的开发利用和新的能源变革上。
而全球能源互联网为正在步入困局的世界,构建了一种全新的能源结构和能源经济模式。
谁是能源革命的主角
1881年,被誉为热力学之父的世界著名科学家威廉·汤姆森,就对当时的“日不落帝国”英国脆弱的能源基础提出了警告。虽然煤炭带来的大工业革命,催生了英国的强大,但汤姆森认为,英国的辉煌时期即将谢幕,因为“世界地下蕴藏的煤炭将要枯竭”,唯一的希望是“风车或者风机将会以某种形式再次兴起。”
汤姆森在一百多年前对于英国的“忠告”,不仅现在成为了世界各国都在面临的困境——化石能源枯竭,而且也具有远见性地预测了世界能源新的革命——以新能源和可再生能源为代表的清洁能源的兴起。
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魏玢指出,在全球能源互联网的框架下,世界能源结构将以新能源和可再生能源为主体,通过大规模开发利用清洁能源,优化能源结构,提高能源效率,不断超越和替代以往能源变革中占据主导的碳基能源。而实现这一蓝图的根本途径是在能源开发上推进清洁替代,在能源消费上实施电能替代。
在能源开发上,首先要实现清洁能源对化石能源的替代。只有这样,世界能源结构才能从以化石能源为主、清洁能源为辅向清洁能源为主、化石能源为辅转变。然而,水力、核能、风能、太阳能等新能源和可再生能源在通常情况下无法被直接使用,需要转换成电能被利用。因此,我们必须要在世界能源结构中提高新能源和可再生能源的比重,在能源消费终端中提高电能的比重。
《2014年世界能源统计年鉴》数据显示,虽然石油仍然是世界最主要的燃料,占了全球能源消费量的32.9%。但石油的占比连续第14年下降,是1965年以来最低。2013年,全球水力发电量增长了2.9%,其他可再生能源贡献了全球发电量的5.3%,增长16.3%。2000年以来,风电及太阳能发电总量年均增长28%。这一串有趣的数字充分说明,新的能源革命的主角,已经悄然登台亮相。
全球水能资源超过50亿千瓦,陆地风能资源超过1万亿千瓦,太阳能资源超过100万亿千瓦,远远超过人类社会全部能源需求。随着技术进步和新材料应用,风能、太阳能、海洋能等清洁能源开发效率的不断提高,技术经济性和市场竞争力的逐步增强,电力将成为世界主导能源。与此同时,电能作为优质、清洁、高效的二次能源,是未来最重要的能源形式,绝大多数能源需求都可由电能替代。
由此可见,清洁替代和电能替代将是世界能源发展、构建全球能源互联网的必然趋势,电能将是新一次能源革命的主角。
世界能源的未来
电能作为清洁能源替代和电能替代的主体,以及电能灵活向其他能源转化的特性,使得传统意义上被看做是二次能源的电能正在跻身于一次能源之列。丁民丞认为,虽然电能无法直接从自然界获得,需要其他能源进行转换,但新能源和可再生能源的发展,让电能具有了一次能源的特性。
这种变化,将通过全球能源互联网的建立,颠覆未来世界能源的特性,也带来未来人们生活的改变。
各种智能家电实时记录分析用户的使用习惯,选择最节能的方案,并在终端给出用电行为指导分布式清洁能源发电系统,为用户供应清洁电力,并将剩余能源卖给电网企业电动汽车根据使用者出行习惯和行程安排自动选择经济时段进行充电,并进行远程充换电预约用户在家中享受远程教育、医疗等服务电视根据用户习惯录制用户最喜欢的电视节目,冰箱则根据食品“库存”向超市自动发送订货申请……
这些听起来十分“科幻”的情景,正在逐步实现中。
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西电通用电气自动化有限公司助理总经理王义丰指出,以电能为主要载体的能源,将通过全球能源互联网,抛开传统的车辆、轮船、管道等介质,而由跨州、跨国骨干网架和各国各电压等级电网——包括输电网和配电网——构成。
而随着能源结构、主体以及传输形式的变化,客观上要求在全球构建特高压骨干网架、推动智能电网的广泛应用、强化能源与电力技术创新。而这一变革,已随着特高压技术在中国的成功应用而得到了验证,同时,全球范围内对智能电网技术的研发和应用,也将成为构建全球能源互联网有力的技术支撑和物理基础。
在与会专家看来,以特高压为骨干网架的全球能源互联网,能够连接大型能源基地,适应各种集中式、分布式电源,将风能、太阳能、海洋能等可再生能源以电能的形式输送到各类用户端,是服务范围广、配置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的全球能源配置平台,具有网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动的特征。由此,全球能源的分配方式、交易方式也会被打破,能源市场面临巨大变革。
综上所述,推进全球能源互联网建设,实现“两个替代”,正值全球可再生能源大发展的机遇期,也面临国际政治、经济利益、社会环境、能源政策、市场建设、技术创新等多重挑战,需要各方面加强沟通、凝聚共识,增进信任、形成合力,共同推动,为人类社会可持续发展做出重大贡献。(文/杨青)