能源安全是關(guān)系國家經(jīng)濟社會發(fā)展的全局性、戰(zhàn)略性問題，對國家安全、經(jīng)濟增長、社會公益和環(huán)境保護(hù)至關(guān)重要。為響應(yīng)習(xí)近平主席在聯(lián)合國發(fā)展峰會上提出的關(guān)于“構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，推動以清潔能源和綠色方式滿足全球電力需求”的倡議，國家電網(wǎng)公司積極推動全球能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新發(fā)展，引領(lǐng)全球能源轉(zhuǎn)型。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)以全球視角審視世界能源經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略問題，從根本上提出解決方案，解決推動實現(xiàn)巴黎氣候大會確定的全球溫升控制目標(biāo)。全球能源互聯(lián)網(wǎng)是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、全球互聯(lián)的堅強智能電網(wǎng)，是清潔能源在全球范圍大規(guī)模開發(fā)、配置、利用的基礎(chǔ)平臺,能夠極大促進(jìn)可再生能源的開發(fā)和消納，將“一極一道”、各洲各國大型能源基地及各類分布式電源融為一體，增進(jìn)國際區(qū)域間合作，促進(jìn)世界和平發(fā)展。
一、全球能源互聯(lián)網(wǎng)的愿景與技術(shù)特征
電可以替代各種終端能源，各類能源開發(fā)、轉(zhuǎn)換、配置、使用的基本平臺是電網(wǎng)，在全球能源互聯(lián)網(wǎng)加快發(fā)展情景下，電力發(fā)展的主要趨勢將是：發(fā)電更加靈活，加速清潔能源的開發(fā)利用，逐漸替代化石能源；輸配電更加可控和具有彈性，發(fā)展特高壓輸電、LCC-HVDC、FACTS、柔性直流輸電、微電網(wǎng)等先進(jìn)的輸配電技術(shù)；負(fù)荷的互動性和活躍性更強，用戶既是電能消耗者也是電能生產(chǎn)者，分布式發(fā)電、儲能、電動汽車等將在用戶側(cè)大規(guī)模高比例發(fā)展。這些發(fā)展趨勢將推動全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建，促進(jìn)能源綠色化和用能高效化。因此，未來電網(wǎng)將承載新的使命，在國內(nèi)、國際、洲際等更大范圍內(nèi)實現(xiàn)能源互聯(lián)互通；廣泛連接大規(guī)模新能源基地和負(fù)荷中心，具有接納大規(guī)模清潔能源的能力；成為安全可靠的智能電網(wǎng)，各類分布式電源可靈活接入，建立用戶需求響應(yīng)機制，與信息通信系統(tǒng)的廣泛結(jié)合。
構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，需要從構(gòu)建堅強的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)開始，繼而建立高效的商業(yè)運營模式，并采用先進(jìn)的技術(shù)加以實施?；谇笆鑫磥黼娋W(wǎng)的發(fā)展愿景，可以將全球能源互聯(lián)網(wǎng)的基本技術(shù)特征概括如下：
更廣域的能源互聯(lián)互通。由于各國各洲間存在時差，南北半球間存在季節(jié)差，構(gòu)建更廣域的電力互聯(lián)互通，可以有效實現(xiàn)更大范圍內(nèi)負(fù)荷的時空互補和峰谷平抑，帶來巨大的聯(lián)網(wǎng)效益；降低能源供應(yīng)成本，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展。為此，一方面需要加快基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，構(gòu)建堅強網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)更廣域的電力互聯(lián)；另一方面需要建立高效的電力交易運營模式和可行的技術(shù)方案，支持跨國跨洲的電力交易運營。加強更廣域的電力互聯(lián)電網(wǎng)已經(jīng)成為發(fā)展趨勢。2015年歐洲能源聯(lián)盟正式成立，通過了能源聯(lián)盟的戰(zhàn)略框架，以促進(jìn)區(qū)域內(nèi)各成員國更廣域的電網(wǎng)互聯(lián)與能源共享，要求到2020年各國電力互聯(lián)比例達(dá)本國發(fā)電容量10%，至2030年達(dá)15%。一方面歐盟加快跨國能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，另一方面其電力市場聯(lián)合范圍進(jìn)一步擴大，目前日前市場已擴至19個國家。依據(jù)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略構(gòu)想，全球能源互聯(lián)網(wǎng)將通過陸上電網(wǎng)和海底電纜覆蓋世界各大洲每一個角落，突破能源發(fā)展的資源約束、環(huán)境約束和時空約束，實現(xiàn)能源傳輸、資源配置、市場交易、信息交互、智能服務(wù)。
大規(guī)模清潔能源的有效接入?？梢詫崿F(xiàn)大型可再生能源等清潔能源的集約開發(fā)和利用，大幅降低化石能源消費，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。為此需要開展大型可再生能源基地建設(shè)，并構(gòu)建特高壓跨區(qū)輸電通道，建立消納大規(guī)模清潔能源的運營模式和實施方案。隨著北極風(fēng)能，歐洲、北非、澳大利亞等地太陽能的開發(fā)利用，預(yù)計到2050年，全球清潔能源占比將達(dá)80%。目前，大規(guī)模清潔能源的開發(fā)已達(dá)成共識，歐洲超級電網(wǎng)、北非向歐洲輸電的“沙漠計劃”正在推進(jìn)，東非清潔能源跨國聯(lián)網(wǎng)項目已經(jīng)啟動，亞歐聯(lián)網(wǎng)工程等項目正在籌備。全球能源互聯(lián)網(wǎng)將有力推動可再生能源的開發(fā)和消納，通過連接“一極一道”、各洲各國大型清潔能源基地，實現(xiàn)清潔能源的高比例利用和能源的可持續(xù)發(fā)展。
安全可靠的智能電網(wǎng)。支持新能源的更多、更靈活的接入與消納，包括各類分布式電源以及儲能、電動汽車和發(fā)用電聚合商等新型用戶。授予用戶多種選擇權(quán)，使新型用戶帶有分散的智慧。由此，將改變傳統(tǒng)的調(diào)度運行方式，綜合利用供電側(cè)資源和需求側(cè)資源，推進(jìn)新型調(diào)度運行方式，實現(xiàn)需求調(diào)度與發(fā)電調(diào)度協(xié)調(diào)運行。另外，還需進(jìn)行多種能源融合的統(tǒng)籌與協(xié)調(diào)，提高多種能源的綜合利用效率。
二、全球能源互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展趨勢
全球清潔能源資源豐富，技術(shù)裝備滿足需求，競爭力有望在2025年前超過化石能源，構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)的條件已經(jīng)具備。根據(jù)上述全球能源互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征，全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建將進(jìn)一步帶動特高壓、智能電網(wǎng)、清潔能源等新技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，強力推動新能源、新材料、節(jié)能環(huán)保、電動汽車、智能制造、新一代信息技術(shù)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，顯著拉動經(jīng)濟增長，促進(jìn)結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級。
在更廣域電力互聯(lián)方面，全球能源互聯(lián)網(wǎng)將按照國內(nèi)互聯(lián)、洲內(nèi)互聯(lián)、洲際互聯(lián)的實施步驟，并連接大規(guī)模新能源基地，使得特高壓交直流混合并聯(lián)運行、新能源的大規(guī)模接入、柔性直流等新型輸電技術(shù)面臨更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。這將對大規(guī)模交直流電網(wǎng)仿真技術(shù)、特高壓交直流混聯(lián)大電網(wǎng)柔性控制關(guān)鍵技術(shù)、基于響應(yīng)的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)、基于規(guī)則的局部協(xié)調(diào)與自主決策的電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定控制技術(shù)、先進(jìn)電網(wǎng)調(diào)度控制與保護(hù)技術(shù)、大規(guī)模交直流電網(wǎng)穩(wěn)定量化評估技術(shù)等提出新的研發(fā)需求，帶動柔性直流輸電技術(shù)、超導(dǎo)輸電技術(shù)、新型電力電子器件及應(yīng)用等裝備技術(shù)的發(fā)展。在跨國跨洲際電力交易方面，需要在新型市場主體如何參與鄰近國家、地區(qū)現(xiàn)有的市場中指定相關(guān)市場運營規(guī)程并開展市場設(shè)計；相應(yīng)的市場技術(shù)支持系統(tǒng)將得到發(fā)展。
在高比例可再生能源消納方面，電力系統(tǒng)調(diào)度、運行和控制的復(fù)雜性，發(fā)電機組的低抗擾性和弱支撐性將面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，全球能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展將推動電網(wǎng)先進(jìn)調(diào)度與控制與保護(hù)技術(shù)、電力系統(tǒng)先進(jìn)計算仿真技術(shù)、大規(guī)模新能源與可再生能源電力接入技術(shù)、智能配電網(wǎng)和微網(wǎng)技術(shù)、虛擬發(fā)電廠、智能用電技術(shù)、大規(guī)模儲能技術(shù)等方面的研發(fā)，促進(jìn)智能電表、遠(yuǎn)動終端、適應(yīng)需求調(diào)度的計量基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，實現(xiàn)新能源并網(wǎng)安全穩(wěn)定控制、新能源優(yōu)化調(diào)度及風(fēng)險防御。
在智能電網(wǎng)方面，需要重新構(gòu)建未來的能源供應(yīng)系統(tǒng)，促進(jìn)需求側(cè)資源的主動調(diào)節(jié)，優(yōu)化終端能源的利用。多能源網(wǎng)絡(luò)的概念由蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的Goran Andersson教授最先提出，并初步奠定其理論基礎(chǔ)；英國目前電和氣的相互耦合度高，約互為30%，由于天然氣的可存儲性，使得30%燃?xì)怆姀S具有儲能的功能，提高了能效。全球能源互聯(lián)網(wǎng)將實現(xiàn)集中式、分布式清潔能源大規(guī)模開發(fā)和使用，根本解決油氣儲運等多能源綜合利用問題，提供清潔能源和智慧服務(wù)。
三、全球能源互聯(lián)網(wǎng)是推動經(jīng)濟發(fā)展的強大引擎
全球能源互聯(lián)網(wǎng)是應(yīng)對世界能源危機，促進(jìn)能源經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略舉措。全球能源互聯(lián)網(wǎng)是21世紀(jì)能源領(lǐng)域的重大創(chuàng)新，不僅是能源和電力的載體，而且是信息、科技、服務(wù)、文明的載體，將深刻改變世界能源發(fā)展格局，實現(xiàn)能源變革與轉(zhuǎn)型。全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建不僅需要能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，還需要高效的商業(yè)運營模式設(shè)計和技術(shù)實現(xiàn)，涉及電源、電網(wǎng)、裝備、科研、信息等多個領(lǐng)域；將有力帶動高端裝備制造、新能源、新材料、電動汽車、節(jié)能環(huán)保、新一代信息技術(shù)等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對經(jīng)濟發(fā)展、結(jié)構(gòu)調(diào)整和產(chǎn)業(yè)升級具有顯著的促進(jìn)作用。
