編者按：《科技縱覽》雜志2017年第3期刊發(fā)了全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織主席、屮國電力企業(yè)聯(lián)合會理事長劉振亞署名文章《世界經(jīng)濟轉型新思路、新戰(zhàn)略、新引擎——全球能源、信息、交通三網(wǎng)融合發(fā)展》，描繪了三網(wǎng)融合的發(fā)展前景和巨大價值，明確了加快構建全球能源互聯(lián)網(wǎng)、推動三網(wǎng)融合發(fā)展的重點任務，為推進世界經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提出全新的解決方案?，F(xiàn)全文轉載。
《科技縱覽》雜志是IEEE（美國電氣電子工程師學會）的旗艦出版物IEEESpectrum的中文版。旨在探討未來技術發(fā)展趨勢及其對社會和商業(yè)的影響，主要內(nèi)容為報道國際航空航天、計算機和電信、生物醫(yī)學工程、能源和消費電子等領域的最新技術進展和成果。
全球能源、信息、交通（即“瓦特、比特、米特”）三網(wǎng)融合發(fā)展，是基于中國特高壓和全球能源互聯(lián)網(wǎng)的研究與實踐而提出的推進全球經(jīng)濟轉型升級的新思路，對于推動實體經(jīng)濟發(fā)展、解決世界經(jīng)濟發(fā)展面臨的突出問題具有重大意義。本文提出了三網(wǎng)融合發(fā)展的總體思路，從內(nèi)因、動力、價值等方面闡述了三網(wǎng)融合發(fā)展的理論依據(jù)。在技術和實踐基礎上，描繪了三網(wǎng)融合的發(fā)展前景和巨大價值，明確了加快構建全球能源互聯(lián)網(wǎng)、推動三網(wǎng)融合發(fā)展的重點任務，為推進世界經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展提出全新的解決方案。
一、三網(wǎng)融合的總體思路和理論基礎
進入21世紀后，中國大力研究和建設特高壓電網(wǎng)，推動清潔能源實現(xiàn)大發(fā)展，有力地促進了中國電力轉型升級。2010年以來，在特高壓技術成功的基礎上，中國研究提出構建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，為推動世界能源轉型和可持續(xù)發(fā)展提供了中國方案。針對當前世界經(jīng)濟深度調(diào)整、增長動力不足、實體經(jīng)濟乏力等問題，本文研究提出以能源、信息、交通三網(wǎng)融合發(fā)展推動世界經(jīng)濟轉型的新思路：以世界能源轉型和信息技術革命為契機，以全球基礎設施互聯(lián)互通為保障，發(fā)揮網(wǎng)絡經(jīng)濟和規(guī)模經(jīng)濟優(yōu)勢，加快形成全球能源、信息、交通，即“瓦特（Watts）、比特（Bits）、米特（Meters)”，三（特）網(wǎng)融合發(fā)展的新格局，推動世界經(jīng)濟轉型升級，實現(xiàn)高度電氣化、高度智能化、高度全球化、高度人本化的發(fā)展目標。
高度電氣化：要發(fā)揮全球能源互聯(lián)網(wǎng)作用，加快推進“兩個替代”，大幅提高電能占終端能源消費比重，廣泛普及電交通、電機械、電炊具等用電設施，實現(xiàn)能源發(fā)展向以清潔能源為主導、電為中心的轉型，推動人類生產(chǎn)生活進入以電氣化為特征的新階段。
高度智能化：要發(fā)揮信息網(wǎng)在經(jīng)濟社會發(fā)展中的智力保障作用，推廣應用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能、虛擬現(xiàn)實等先進信息技術，實現(xiàn)萬物互聯(lián)、智能生產(chǎn)、智慧生活，推動人類社會發(fā)展進入更便捷、更智慧的新時代。
高度全球化：要發(fā)揮能源、信息、交通的重要作用，推動全球基礎設施互聯(lián)互通和跨界融合，實現(xiàn)能源流、信息流、人流和物流在全球范圍廣泛聯(lián)通，形成世界各國各地區(qū)的生產(chǎn)、配置和消費等經(jīng)濟社會活動高度一體化的新格局，推動全球經(jīng)濟發(fā)展進入全球化的更高階段。
高度人本化：要在全面電氣化、智能化、全球化基礎上，推動構建以人為本的經(jīng)濟發(fā)展和社會保障體系，充分激發(fā)人的潛力，充分尊重人的價值，共同建設美好家園，構建人類命運共同體，讓世界成為一個能源充足、信息暢通、交通發(fā)達、天藍地綠、亮亮堂堂、和平和諧的“地球村”。
能源、信息、交通是實體經(jīng)濟的三大支柱產(chǎn)業(yè)，在經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著核心和引領作用。推進三網(wǎng)融合發(fā)展是全球基礎設施互聯(lián)互通和經(jīng)濟全球化的重要內(nèi)容，是社會生產(chǎn)力發(fā)展的客觀要求和技術進步的必然結果，對于推動世界經(jīng)濟轉型和可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。
能源網(wǎng)、信息網(wǎng)、交通網(wǎng)的內(nèi)在聯(lián)系是三網(wǎng)融合發(fā)展的根本內(nèi)因?，F(xiàn)代能源網(wǎng)離不開信息網(wǎng)的重要支撐。特別是大電網(wǎng)運行控制與信息網(wǎng)緊密耦合，為電力系統(tǒng)安全運行提供保障。要適應未來各種集中式、分布式清潔能源的大規(guī)模開發(fā)、高比例接入和大范圍配置，信息技術的支撐作用將更加重要?，F(xiàn)代信息網(wǎng)離不開電力保障。各種通信設備、設施，從移動終端、路由器、網(wǎng)絡服務器到大型數(shù)據(jù)中心，都需要高品質(zhì)的電力供應。大電網(wǎng)能夠為信息網(wǎng)發(fā)展提供更安全、更可靠、更持久的動力保障?，F(xiàn)代交通網(wǎng)正在向電氣化、智能化方向升級發(fā)展，對于電網(wǎng)、信息網(wǎng)的依賴日益增強。電動汽車、電氣化鐵路列車、電動船舶等既是未來的重要交通工具，又是能源網(wǎng)的消費終端和信息網(wǎng)的移動終端。以電力為動力、以數(shù)據(jù)為紐帶，能源網(wǎng)、信息網(wǎng)、交通網(wǎng)在網(wǎng)絡形態(tài)、業(yè)務功能、資源利用等方面聯(lián)系日益緊密，呈現(xiàn)相互交叉、相互融合、相互支撐、相輔相成的發(fā)展態(tài)勢。
能源、信息、交通在經(jīng)濟社會發(fā)展中的重要作用是三網(wǎng)融合發(fā)展的根本動力。能源、信息、交通三大網(wǎng)絡對于現(xiàn)代經(jīng)濟社會發(fā)展具有至關重要、不可或缺的作用。一是基礎保障作用。三大網(wǎng)絡是現(xiàn)代經(jīng)濟社會發(fā)展最為關鍵的基礎產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展程度決定了各國的綜合發(fā)展水平，是經(jīng)濟發(fā)展能力的重要保障。二是經(jīng)濟支柱作用。三大網(wǎng)絡連接范圍廣、服務人口多、投資規(guī)模大、投入產(chǎn)出高、產(chǎn)業(yè)帶動力強，是各國經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱。三是創(chuàng)新引擎作用。三大網(wǎng)絡的創(chuàng)新發(fā)展具有巨大的引領和輻射效應，在歷次工業(yè)革命中發(fā)揮了“火車頭”作用。三網(wǎng)融合發(fā)展能夠更好地發(fā)揮三大網(wǎng)絡的重要作用，成為全球一體化格局下經(jīng)濟增長的新引擎。
能源網(wǎng)、信息網(wǎng)、交通網(wǎng)的規(guī)模經(jīng)濟和網(wǎng)絡經(jīng)濟效應是三網(wǎng)融合發(fā)展的價值源泉。網(wǎng)絡型基礎設施廣泛覆蓋、緊密連通、融合發(fā)展，可以打破時間、空間對經(jīng)濟活動的約束，帶來巨大的“創(chuàng)效”和“創(chuàng)新”價值?！皠?chuàng)效”的本質(zhì)是提升現(xiàn)有經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量，三大基礎設施通過發(fā)揮各自優(yōu)勢，不斷擴大連接范圍、提升輸送能力、拓展服務功能，實現(xiàn)通道、設施、服務的高效共享，顯著降低全社會發(fā)展成本，提升能源、信息、要素的流通和配置效率，創(chuàng)造更大的社會價值；“創(chuàng)新”的本質(zhì)是提高經(jīng)濟發(fā)展?jié)摿Α㈤_拓經(jīng)濟發(fā)展空間，實現(xiàn)網(wǎng)絡經(jīng)濟指數(shù)型疊加效應。通過三網(wǎng)融合發(fā)展，促進能源流、信息流、人流和物流相互協(xié)同、高效配置，重塑產(chǎn)業(yè)價值鏈、創(chuàng)造市場新需求、催生經(jīng)濟新業(yè)態(tài)。
二、三網(wǎng)融合的發(fā)展基礎和前景展望
三網(wǎng)融合發(fā)展，具有堅實的技術和實踐基礎。在技術上，特高壓、智能電網(wǎng)等能源技術日趨成熟，物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術廣泛應用，電氣化高速鐵路、電動汽車等交通技術蓬勃興起，推動電力光纖通信、車聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛等跨界融合技術不斷創(chuàng)新，“互聯(lián)網(wǎng)+能源”“互聯(lián)網(wǎng)+交通”等新業(yè)態(tài)、新模式不斷涌現(xiàn)，為三網(wǎng)融合發(fā)展提供了技術支撐。在實踐上，能源網(wǎng)、信息網(wǎng)、交通網(wǎng)已進入大范圍互聯(lián)互通的發(fā)展階段。全球220千伏及以上輸電線路長度超過250萬公里，為近60億人提供了電力供應；全球信息網(wǎng)通過250多條海底光纜、700多顆通信衛(wèi)星實現(xiàn)了互聯(lián)互通，服務人口超過35億人；全球鐵路里程超過130萬公里、覆蓋150多個國家，全球高速公路超過23萬公里、覆蓋80多個國家，鐵路網(wǎng)、公路網(wǎng)以及航空、海運初步實現(xiàn)了主要國家和地區(qū)的互聯(lián)互通。這為三網(wǎng)融合發(fā)展奠定了重要的物質(zhì)基礎。
展望未來，以特高壓電網(wǎng)、光纖通信網(wǎng)、干線交通網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，與區(qū)域電網(wǎng)、信息網(wǎng)和交通網(wǎng)緊密銜接，形成資源共享、設施共用、終端集成、功能提升的三網(wǎng)融合發(fā)展全球平臺，將為世界經(jīng)濟轉型升級帶來新機遇。
三網(wǎng)融合發(fā)展價值巨大。一是推動全球經(jīng)濟轉型。將有力促進綠色能源、互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟、智能交通等領域產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，帶動智能制造業(yè)轉型升級，激發(fā)新的市場需求、催生新的經(jīng)濟業(yè)態(tài)，打造全球經(jīng)濟增長的新引擎。二是降低社會發(fā)展成本。有利于實現(xiàn)網(wǎng)絡設施和服務的開放共享、高效利用，有利于減少資源消耗，降低發(fā)展成本，取得巨大的網(wǎng)絡規(guī)模效益。三是創(chuàng)造美好智能生活。以更智能、可持續(xù)的方式，讓人人享有清潔綠色能源和便捷高效的信息與交通服務，將促進智慧家庭、智慧城市、智慧國家、智慧地球發(fā)展。四是促進世界共同發(fā)展。將有力推動基礎設施的全球覆蓋和廣泛應用，縮小地區(qū)差異，促進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，實現(xiàn)各國政策溝通、設施聯(lián)通、貿(mào)易暢通、資金融通、民心相通，成為人類社會進步的強大動力、世界和平的重要紐帶。
三、加快構建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，推動三網(wǎng)融合發(fā)展
當前，世界能源發(fā)展面臨資源緊缺、環(huán)境污染、氣候變化三大挑戰(zhàn)。按目前的開發(fā)強度，全球已探明煤炭和油氣儲量只能分別再開采110多年和50多年。大規(guī)模開發(fā)使用化石能源還帶來了環(huán)境污染和氣候變化等突出問題。如不控制，本世紀末全球溫升將超過4攝氏度，導致嚴重的生態(tài)災難。應對挑戰(zhàn)，根本出路是加快構建全球能源互聯(lián)網(wǎng)。
2015年9月26日，習近平主席在聯(lián)大發(fā)展峰會上發(fā)表重要講話，倡議探討構建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，推動以清潔和綠色方式滿足全球電力需求，得到了國際社會的高度贊譽和積極響應。全球能源互聯(lián)網(wǎng)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，是全球互聯(lián)的堅強智能電網(wǎng)，也是推動能源轉型，實現(xiàn)清潔能源在全球范圍大規(guī)模開發(fā)、輸送、使用的基礎平臺。
能源網(wǎng)、信息網(wǎng)、交通網(wǎng)就像人的“血管系統(tǒng)”“神經(jīng)系統(tǒng)”“四肢系統(tǒng)”。目前，“神經(jīng)系統(tǒng)”和“四肢系統(tǒng)”基本實現(xiàn)了全球主要國家和重點城市的互聯(lián)，正在向農(nóng)村和邊遠地區(qū)發(fā)展與延伸，但“血管系統(tǒng)”的互聯(lián)互通明顯滯后，尚未形成全球互聯(lián)的能源網(wǎng)絡平臺。造成這種差距，一方面是由于發(fā)展理念的落后。長期以來，能源發(fā)展過度依賴化石能源，電力發(fā)展以就地平衡為主，對清潔能源開發(fā)和大范圍配置的認識不足、重視不夠，電力的作用沒有得到充分發(fā)揮。另一方面是由于輸電技術的制約。當前世界電網(wǎng)仍以超高壓輸電為主，其輸送能力和輸電距離有限。
目前，構建全球能源互聯(lián)網(wǎng)的條件已經(jīng)具備。在技術上，特高壓、智能電網(wǎng)等關鍵技術日趨成熟，實現(xiàn)了工程的全面突破。中國建成“六交七直”13個特高壓工程，在建“兩交七直”9個特高壓工程，已投運和正在建設的特高壓線路長度、變電容量分別達3.5萬公里、3.6億千伏安，每年輸送電量超過4000億千瓦時。在經(jīng)濟上，清潔能源發(fā)電經(jīng)濟性快速提升。目前陸上風電、光伏發(fā)電成本約為每千瓦時5美分和9美分。近期，阿聯(lián)酋2020年投產(chǎn)的光伏項目中標價格，已低至每千瓦時2.5美分。隨著技術進步，2025年前風電和光伏發(fā)電競爭力將全面超過化石能源。在政治上，《巴黎協(xié)定》已于2016年11月4日正式生效，應對氣候變化、推動世界能源轉型發(fā)展為各國共識和共同行動，為構建全球能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)造了良好政治環(huán)境。
構建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，總體可分為國內(nèi)互聯(lián)、洲內(nèi)互聯(lián)、洲際互聯(lián)3個階段，到21世紀中期基本建成。屆時，全球清潔能源占一次能源消費總量的比重將達到80％以上，二氧化碳排放量僅為1990年的一半，實現(xiàn)全球溫升控制在2攝氏度以內(nèi)的目標，能夠利用時區(qū)差、季節(jié)差、電價差，獲得聯(lián)網(wǎng)效益，降低能源成本，將資源優(yōu)勢轉化為經(jīng)濟優(yōu)勢，實現(xiàn)人人享有可持續(xù)能源。同時，全球能源互聯(lián)網(wǎng)的構建也有力推動三網(wǎng)融合發(fā)展。一是連接世界各大清潔能源基地與負荷中心，實現(xiàn)各類集中式、分布式清潔能源大規(guī)模接入、大范圍配置，為信息、交通等各類用戶提供清潔可持續(xù)的能源供應；二是利用大數(shù)據(jù)、移動互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等先進技術，形成功能強大的信息與公共服務平臺，促進能源大數(shù)據(jù)、智能家居、智能社區(qū)、智慧城市新發(fā)展；三是實現(xiàn)以電能傳輸替代煤炭、石油等能源運輸，釋放鐵路、公路、海運等交通運力，并通過電力普及帶動電氣化鐵路、電動汽車等現(xiàn)代交通工具和交通網(wǎng)絡的升級發(fā)展。
構建全球能源互聯(lián)網(wǎng)、推進三網(wǎng)融合發(fā)展，加快世界能源和經(jīng)濟轉型，對于落實聯(lián)合國《2030年可持續(xù)發(fā)展議程》和《巴黎協(xié)定》具有重要意義，需要凝聚各方智慧和力量，共同推動。一要加強戰(zhàn)略規(guī)劃。發(fā)揮規(guī)劃統(tǒng)領作用，深化世界能源、信息、交通等領域的重大戰(zhàn)略問題研究，開展三網(wǎng)融合發(fā)展規(guī)劃研究和頂層設計，建立各國政府、各相關行業(yè)企業(yè)和組織機構共同參與研究的工作機制。二要推進技術創(chuàng)新。發(fā)揮創(chuàng)新驅(qū)動的關鍵作用，加強新技術、新設備、新材料的研發(fā)，在能源、信息、交通領域?qū)崿F(xiàn)關鍵技術突破，特別要注重交叉學科、跨界融合技術的創(chuàng)新發(fā)展，在柔性直流輸電、大容量儲能、能量路由器、信息物理融合、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、自動駕駛、車聯(lián)網(wǎng)等方面盡快取得一批創(chuàng)新成果。三要深化國際合作。推動有關國際組織、社會團體、能源企業(yè)、科研機構、高等院校共同參與三網(wǎng)融合研究和發(fā)展，打造跨國界、跨領域、跨專業(yè)的國際合作平臺，在政策機制、技術標準、國際規(guī)則、理念傳播、工程建設、人才培養(yǎng)等方面開展務實合作，盡快實現(xiàn)創(chuàng)新突破。
