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觀察 全球能源互聯基礎何在

2015-10-15

  前兩期文章,小編帶大家探尋了“全球能源互聯網”的前世、今生和未來,又和大家一起探討了“全球能源互聯網”為什么會成為聯合國峰會上的中國倡議。想必大家已經對“全球能源互聯網”有了基本的了解。國家電網公司董事長劉振亞在其撰寫的《全球能源互聯網》書中,對未來世界能源發展愿景進行了這樣的描繪:“奔騰的流水、過境的大風、普照的陽光、涌動的海潮等自然界的能源,將會通過無數水輪發電機、風力發電機、光伏光熱裝置、海浪發電機等載體,轉換成電能,造福全人類。到2050年,全球每年可生產出66萬億千萬時的清潔電能,這一數字比2010年增長近10倍。充沛的電能將照亮世界每一個角落。”而這一番世界能源發展愿景的實現,所依靠的就是全球不同區域、不同類型、不同形式的能源互聯,也就是習大大所倡議構建的“全球能源互聯網”。

  那么“全球能源互聯網”到目前為止是否仍僅僅是一個概括性的愿景描述,或者僅僅存于紙面寓于文字的理論構想呢?實際上,發展電網互聯規模效益早已成為世界各國的普遍共識,目前各國都在加快電網互聯進程,互聯規模不斷擴大。北美互聯電網、歐洲互聯電網和俄羅斯-波羅的海電網已經成為全球能源互聯網發展的重要實踐,南部非洲、海灣地區、南美洲等地區也逐步實現電網互聯。總體來看,各大洲許多國家之間正在形成跨國互聯電網,全球電網呈現出顯著的互聯發展趨勢,構建全球能源互聯網已經具備了實踐基礎。本期小編將帶大家一起梳理一下目前全球范圍內比較著名的幾個特大型互聯電網研究和規劃。

  一、歐洲超級電網計劃

  2010年,歐洲北海沿岸國家,包括德國、法國、比利時、荷蘭、盧森堡、丹麥、瑞典、愛爾蘭和英國在內的9個國家共同發布歐洲超級電網計劃,準備將各國的風力發電、太陽能發電和水力發電資源進行整合,建設連接北海沿岸清潔能源項目的超級電網,如下圖所示。歐洲超級電網將覆蓋整個歐洲,將海上風電、北部的抽水蓄能電站、南部的太陽能電站與歐洲的負荷中心(如英國、德國、法國等)連接起來,未來實現洲際能源傳輸——連接非洲沙漠的太陽能電站。

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    圖1 歐洲超級電網示意圖

  二、沙漠太陽能計劃

  2009年,歐洲與非洲有關企業和機構達成了在北非撒哈拉沙漠地區建設全球最大太陽能電站的沙漠太陽能計劃,如下圖所示。計劃投資4000億歐元,于2050年前建成,通過穿越沙漠及地中海的輸電線路向歐洲提供每年所需電能的15%。這些機構共同成立了“沙漠產業行動計劃公司”,旨在號召更多公司及團體加入到沙漠太陽能計劃項目中。沙漠太陽能計劃建設太陽能電站的主要地點是摩洛哥、突尼斯和阿爾及利亞,其中摩洛哥計劃與2020年建設發電容量為200萬千瓦的太陽能電站,突尼斯計劃與2030年建立總容量為470萬千瓦的太陽能電站,阿爾及利亞計劃與2030年實現1000萬千瓦的清潔電力出口。

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  圖2 沙漠太陽能計劃示意圖

  三、亞洲超級電網計劃

  亞洲超級電網計劃最早成為“亞洲超級圈”跨國電網計劃,由俄羅斯與1998年提出。俄羅斯曾在2000年左右完成對鋪設地下電纜實現薩哈林島到日本列島大規模電力出口的可行性研究。亞洲超級電網計劃開發蒙古國戈壁的風電與太陽能、俄羅斯遠東地區的水電與火電、中國的風電與太陽能、韓國和日本的光伏與風電,實現連接俄羅斯、中國、蒙古國、韓國和日本的泛亞洲跨國電網,總輸送距離達到3.6萬公里,如下圖所示。

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  圖3 亞洲超級電網計劃示意圖

  四、美國Grid 2030計劃

  該計劃源于2003年6月美國能源部輸配電辦公室《電網2030-電力的下一個100年的國家設想》的報告。該報告明確提出了未來美國電網發展愿景,如下圖所示。強調了全國聯網及與加拿大和墨西哥聯網的重要性,可以實現在更大范圍內的電力優化配置。該計劃包括三部分內容:一是國家電力主干網,通過高容量的輸電通道將東西海岸及加拿大墨西哥連在一起,在全國范圍內平衡供需;二是區域互聯,區域電網接入國家電力主干網,各區域電網通過交流或直流線路加強互聯,相鄰的非同步區域間通過大容量直流背靠背連接;三是地方配電系統含小型及微型電網,國家地方配電系統與區域電網相連,且通過區域電網與國家主干網相連,配電設備的電功率流向或來自用戶,連接到區域電網,功率的流向由供需條件決定。

  上述國家和地區關于互聯電網的研究規劃是全球能源互聯網的有意探索和實踐,為構建全球能源互聯網提供了重要支撐。可見全球能源互聯網的發展已成為必然,通過世界各國政府能源電力部門和電力從業者的共同努力和推進,可以相信,全球能源互聯網的構建就在不遠的未來。


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