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刘振亚中欧共解全球能源互联技术装备难题

发布时间:2021年11月17日    点击:[2]人次

刘振亚:中欧共解全球能源互联技术装备难题

“凝聚中欧能源科技研发力量,加强交流、形成合力,共同研究和解决全球能源互联网技术装备有关重大问题。”德国当地时间12月10日,中国国家电网公司董事长刘振亚出席全球能源互联网中欧技术装备研讨会时发出如此呼吁。

刘振亚说,今年9月26日,中国国家主席习近平在联大发展峰会上发表重要讲话,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。此次召开的全球能源互联网中欧技术装备研讨会,是继11月中美研讨会之后,召开的第二次技术装备研讨会,目的是要“推动全球能源互联网创新发展”。

人类发展需要全球能源互联网

刘振亚在演讲中表示,随着化石能源的大量开发和使用,带来三大严峻挑战:一是资源紧张。按照目前开采强度,全球煤炭、石油和天然气仅能再开采110年、53年和54年。二是环境污染。全球化石能源消费总量从1965年的51亿吨标准煤增加到2014年的159亿吨标准煤,在生产、运输、存储、使用的各个环节对大气、水质、土壤、地貌等造成严重污染和破坏。三是气候变化。工业革命以来,全球地表平均温度上升了1℃。化石能源产生的二氧化碳占全球温室气体排放的57%,是导致气候变化的主要原因。如果不能有效控制能源碳排放,到本世纪末温升将超过4℃,带来冰川融化、海面上升、粮食减产、物种灭绝等灾害,严重威胁人类生存和发展。

据了解,过去20年来,为应对气候变化和环境污染,世界主要经济体持续谈判,采用碳定价、碳交易等方式解决问题,但全球二氧化碳排放总量仍以年均2%的速度增长。由此,刘振亚认为,应对挑战的根本出路,是加快清洁能源开发利用,实施“两个替代”:即能源开发实施清洁替代,以清洁能源替代化石能源;能源消费实施电能替代,清洁发电,摆脱化石能源依赖,实现清洁能源占主导。

新世纪以来,以清洁低碳为特征的新一轮能源变革蓬勃兴起,清洁发展成为大势所趋。2000~2014年,全球风电、太阳能发电年均分别增长26%、45%,远远超过煤炭3.6%、石油1.2%、天然气2.5%的发展速度;中国年均增速分别达49%、68%。无论是中国还是世界,新能源技术进步和发展势头都比预期更快更猛。全球清洁能源丰富,仅开发万分之五就可以满足全球能源需求。从2015~2050年,全球和中国只需分别保持12.4%、13%的增速,到2050年即可实现清洁能源比重提高到80%以上的目标。电是清洁、高效、便捷的二次能源,在能源系统中处于中心地位,一次能源都可以转化为电能,终端能源都可用电能替代。

“要实现清洁能源大规模开发利用,保障能源可持续供应和人类的可持续发展,必须构建一个全球能源优化配置的平台,即全球能源互联网。”刘振亚说,所谓全球能源互联网,即是以特高压电网为骨干网架、全球互联的强大智能电网,是清洁能源在全球范围大规模开发、配置、利用的基础平台,实质就是“特高压电网+智能电网+清洁能源”。

刘振亚认为,在全球能源互联网要素组合中,特高压电网是关键——特高压电网由1000千伏及以上交流和±800千伏及以上直流构成,是构建全球能源互联网的骨干网架;智能电网是基础——智能电网集成了先进输电、智能控制、新能源接入、新型储能、信息网络等现代智能技术,灵活性和适应性强,能够满足清洁能源和分布式电源接入、智能设备即插即用和智能互动服务等需求;清洁能源是重点——北极风电、赤道太阳能发电(“一极一道”)和各洲各国集中式和分布式清洁发电是未来全球能源互联网输送的主导能源。

推进全球能源互联要分“三步走”

“构建全球能源互联网总体可分为三个阶段,即国内互联阶段、洲内互联阶段和洲际互联阶段。”刘振亚说,从现在到2020年,加快推进各国清洁能源开发和国内电网互联、智能电网建设;到2030年,推动洲内大型能源基地开发和电网跨国互联;到2050年,加快“一极一道”能源基地开发,实现电网跨洲互联,基本建成全球能源互联网。届时,全球清洁能源占一次能源的比重将达到80%,每年可替代相当于240亿吨标准煤的化石能源,减排二氧化碳670亿吨。全球能源二氧化碳排放可控制在115亿吨左右,仅为上世纪90年代初排放水平的一半,可以实现全球温升控制在2℃以内的目标。构建全球能源互联网,能够增进南南合作、南北合作,将亚洲、非洲、南美洲等地区的资源优势转化为经济优势,解决缺电、消除贫困,缩小地区差异,减少国际争端,促进世界和平发展,推动人类命运共同体建设,让世界成为一个能源充足、天蓝地绿、亮亮堂堂、和平和谐的“地球村”。

刘振亚认为,在推进全球能源互联网发展中,中国和欧洲将成为重要力量。

他说,特高压、智能电网和清洁能源技术和装备的创新突破,为构建全球能源互联网奠定了基础。中国全面掌握了特高压核心技术和全套设备制造能力,建成一批特高压和智能电网重大创新工程,有力促进了清洁能源快速发展。到2015年10月,风电装机1.1亿千瓦,光伏发电装机3800万千瓦,比2000年分别增长了322倍、1770倍。国家电网公司建成投运“三交四直”、在建“四交三直”特高压交直流工程,特高压±1100千伏直流输电距离可以达到5000公里,输送容量可达1200万千瓦。新建2100座智能变电站;安装智能电表超过3.1亿只;建成电动汽车充换电站800座、充电桩2.5万个。国家电网成为全球接入风电规模最大、太阳能发电增速最快的电网。

“同时,欧洲清洁能源发展起步早、开发规模大,目前风电、太阳能发电装机分别超过1.4亿千瓦和9000万千瓦。德国、丹麦的风电和光伏发电占本国装机比重分别达到38%和40%,依托欧洲互联电网,清洁能源实现了大规模开发、跨国配置和消纳。”刘振亚强调说,特别是在今年2月,欧盟提出进一步加强跨国电网互联,到2020年欧洲各国跨国输电能力不低于本国发电装机的10%,这一目标与构建全球能源互联网的方向是一致的。

据介绍,目前世界大电网互联正在加快推进,已形成北美、欧洲、俄罗斯-波罗的海三个特大型互联电网。欧洲超级电网、东北亚互联电网、北非向欧洲输电的“沙漠计划”等互联计划正在积极推进。这些都将成为全球能源互联网的重要组成部分。

技术装备创新是关键

“全球能源互联网是我们基于特高压、智能电网和清洁能源技术突破和创新发展而提出的。”刘振亚说,面向未来,要加快构建全球能源互联网,全面提高安全性、经济性、开放性和适应性,根本还要靠技术创新。当前,亟须在以下几个领域加强研究、集中攻关,力争早日实现新突破:

首先,在特高压领域,重点攻克±1100千伏、±1500千伏特高压输变电技术,加快设备研制和工程应用,适应电网跨洲际互联、“一极一道”等清洁能源基地开发和电力外送需要。突破特高压海底电缆技术,有效解决跨海联网问题;加快开发特殊环境下特高压核心装备制造及应用技术;突破±800千伏特高压多端柔性直流、交流半波长输电、高压直流断路器,以及可控串补、可控并联电抗器等灵活交流输电技术。

其次,在智能电网领域,重点攻克涵盖发电、输电、变电、配电、用电、调度各环节的智能电网关键技术,加强特大型交直流混合电网安全稳定运行机理研究,突破故障诊断、恢复及自动重构等技术,保障电网安全可靠、经济高效运行,适应各类集中式和分布式清洁能源接入、各类智能设备即插即用;研发电网技术与云计算、大数据、物联网、移动互联技术深度融合的新技术、新设备,为建设智慧家庭、智慧社区、智慧城市、智慧国家、智慧地球提供基本平台和服务。

第三,在清洁能源领域,重点攻克大容量高参数风机、高效率低成本光能转换、大规模海洋能发电等清洁能源技术,研发大容量、长寿命、低成本、高安全性的新型储能技术,突破风电、光伏等清洁能源发电虚拟自同步技术,全面提高清洁能源发电的经济性、稳定性和安全性。随着技术进步,清洁能源的经济性和竞争力将明显提高,有望在2020年左右超过化石能源。届时,清洁能源将迎来前所未有的快速发展期。

“构建全球能源互联网,符合全人类的共同利益,也为世界能源和电力技术创新、装备制造提供了巨大空间和历史机遇。”刘振亚面向参会各方发出倡议:一是建立协同攻关机制,以重大研发项目为纽带,共享前沿信息、研发设施、科研成果,开展产学研用以及跨机构、上下游联合攻关。二是开展重点项目合作,依托中国“一带一路”建设,联合有关国家,积极推动亚欧洲际输电、欧洲超级电网、北海和北极风电、北非和中东太阳能等清洁能源基地开发外送等重点项目。三是加强优秀人才培养,高等院校要强化关联学科建设,成为高层次人才培养基地;科研机构要在重大项目攻关中培养和锻炼人才;企业要广纳人才、用好人才,为他们施展才华提供广阔舞台。四是搭建高水平合作平台,充分发挥相关国际组织、研究机构、高等院校、能源电力企业等作用,围绕构建全球能源互联网,建立跨国界、跨领域、跨专业的国际交流合作平台,举办有影响力的高端论坛,打造一批高层次、开放型、国际化的技术研发中心和成果转化中心。(本文来自经济参考报)