全球能源互聯(lián)網(wǎng),這一旨在系統(tǒng)解決能源供應(yīng)危機(jī)、環(huán)境污染和氣候變暖三大挑戰(zhàn)的雄心勃勃設(shè)想,自去年5月提出至今,遠(yuǎn)未得到想象中應(yīng)有的輿論熱應(yīng)。
“冷遇”的深層原因,不僅在其過(guò)于宏大的背景,更在于對(duì)其經(jīng)濟(jì)、技術(shù)可行性的難以把握。在能源圈內(nèi)圈外,“說(shuō)不好”、“看不清”是記者時(shí)常聽(tīng)到的聲音。
而電力系統(tǒng)內(nèi)部似乎并未受此影響,相關(guān)研發(fā)和調(diào)研悄然而扎實(shí)。今天在此間閉幕的全球能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)國(guó)際研討會(huì),以迄今對(duì)其進(jìn)展的最完整展示,或可回答:全球能源互聯(lián)網(wǎng),究竟是幻想還是待望的現(xiàn)實(shí)。
開(kāi)發(fā)北極風(fēng)電、赤道太陽(yáng)能進(jìn)行洲際互送,劃算嗎?
全球能源互聯(lián)網(wǎng)總體布局中,包括“一極一道”即北極地區(qū)風(fēng)電、赤道地區(qū)太陽(yáng)能的大規(guī)模開(kāi)發(fā)。
如此超大規(guī)模、超遠(yuǎn)距離的能源開(kāi)發(fā)和輸送,經(jīng)濟(jì)上可行嗎?
今年2月3日《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》首發(fā)式上,國(guó)家電網(wǎng)公司董事長(zhǎng)劉振亞曾透露,本書(shū)寫(xiě)作過(guò)程中,工作組到10個(gè)國(guó)家和北極、赤道地區(qū)進(jìn)行過(guò)實(shí)地調(diào)研。
國(guó)網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院副院長(zhǎng)韓豐的《特高壓及全球能源互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性研究》,則從中國(guó)特高壓電網(wǎng)工程實(shí)踐、全球能源互聯(lián)網(wǎng)效益評(píng)估、亞歐洲際聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性分析,得出“特高壓輸電技術(shù)已具備大規(guī)模推廣應(yīng)用的條件,可在全球能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建中發(fā)揮重要作用;構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng),可降低能源供應(yīng)成本、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng);依靠特高壓輸電技術(shù)實(shí)現(xiàn)亞歐洲際互聯(lián),將中亞能源資源輸送至歐洲負(fù)荷中心,具備良好的電價(jià)競(jìng)爭(zhēng)力”的結(jié)論,頗具說(shuō)服力。
令人印象尤深的是對(duì)洲際電網(wǎng)互聯(lián)經(jīng)濟(jì)性的分析:全球各主要負(fù)荷中心地理跨度大,考慮時(shí)差因素,負(fù)荷特性之間存在較強(qiáng)的互補(bǔ)性。全球能源互聯(lián)網(wǎng)錯(cuò)峰效益顯著。
以2050年北半球三大洲——歐洲、北美洲、亞洲為例,全球聯(lián)網(wǎng)后,可利用自然時(shí)差優(yōu)化全球電網(wǎng)負(fù)荷,形成較為平滑的負(fù)荷曲線,實(shí)現(xiàn)削峰填谷,峰谷差由25%-40%降到10%以內(nèi)。
可再生能源家底足夠支撐全球能源互聯(lián)嗎?
“全球可再生能源資源豐富,可以支撐全球能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)”;“只有發(fā)揮電網(wǎng)的資源大范圍配置作用和可再生資源的時(shí)空互補(bǔ)特性,才能統(tǒng)籌全球能源資源開(kāi)發(fā)、配置和利用”。
中國(guó)電科院新能源所總工程師遲永寧的這兩條結(jié)論,建立在把全球可再生能源資源家底摸清的基礎(chǔ)之上,其《全球可再生能源資源儲(chǔ)量評(píng)估與典型地區(qū)資源詳評(píng)》具有開(kāi)創(chuàng)性。
遲永寧介紹,本項(xiàng)評(píng)估采用數(shù)值模擬法,將風(fēng)能參數(shù)(包括風(fēng)功率密度、風(fēng)速、風(fēng)能頻率分布、風(fēng)能密度分布、風(fēng)切變指數(shù))和太陽(yáng)能參數(shù)(包括總輻射年總量、直接輻射年總量、直射比年平均值、年總?cè)照諘r(shí)數(shù)),經(jīng)一套復(fù)雜的數(shù)據(jù)收集、模擬計(jì)算、統(tǒng)計(jì)分析,再利用氣象站觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)模擬數(shù)據(jù)作精度驗(yàn)證,得出結(jié)論:
全球風(fēng)能資源總量1640T瓦,開(kāi)發(fā)條件較好的73T瓦。根據(jù)風(fēng)資源的豐富程度及全球氣候帶劃分,全球風(fēng)能資源主要分布在4條緯度帶,即北緯高緯度風(fēng)帶、北緯中緯度風(fēng)帶、北亞熱帶風(fēng)帶、南亞熱帶風(fēng)帶。
全球太陽(yáng)能資源總量6390T瓦,開(kāi)發(fā)條件較好的320T瓦。根據(jù)太陽(yáng)能資源富集程度,太陽(yáng)能資源主要分布在中低緯度地區(qū),即熱帶、亞熱帶、北溫帶的南部和南溫帶的北部,南北緯45度之間地區(qū)。
典型地區(qū)詳評(píng)饒有興味:北極風(fēng)能資源最豐富地區(qū)位于格陵蘭島及以東洋面。計(jì)算結(jié)果顯示,島南部海面風(fēng)速最大,50米高程年均約12-14米/秒;北部風(fēng)速較小,50米高程年均約7-10米/秒;西北海域風(fēng)速小于島上,50米高程年均約5-7米/秒。島與海域交界處風(fēng)速相對(duì)較低。
這些“處女”數(shù)據(jù)不僅有趣,更可在未來(lái)風(fēng)電開(kāi)發(fā)中派上大用場(chǎng)。
技術(shù)裝備能力有底氣嗎?
在對(duì)全球能源互聯(lián)網(wǎng)的疑慮中,技術(shù)裝備能力上的擔(dān)心恐怕迄今最為強(qiáng)烈。
國(guó)網(wǎng)智能電網(wǎng)研究院副院長(zhǎng)邱宇峰表示,全球能源互聯(lián)網(wǎng)將電網(wǎng)范圍從國(guó)家和地區(qū)擴(kuò)大到覆蓋全球,需要發(fā)展更高電壓、更遠(yuǎn)距離的輸電技術(shù),研制更大容量、更低損耗的智能裝備,解決極端氣候條件對(duì)電工材料及電力裝備帶來(lái)的適應(yīng)性問(wèn)題。相關(guān)技術(shù)、裝備挑戰(zhàn)包括:提高可再生能源安全便捷接入能力,提升特高壓輸電技術(shù)及裝備水平,提高儲(chǔ)能技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和容量水平,研制適應(yīng)極端氣候條件的電工材料及裝備等。
不過(guò),他的《全球能源互聯(lián)網(wǎng)中的電網(wǎng)技術(shù)與裝備》還是給了我們足夠的底氣:特高壓直流是當(dāng)前唯一可實(shí)現(xiàn)將千萬(wàn)千瓦級(jí)電能高效率輸送至2000公里以外的輸電技術(shù)。他介紹,目前,國(guó)網(wǎng)公司已投運(yùn)4條特高壓直流工程,在特高壓換流閥、換流變壓器技術(shù)上取得系統(tǒng)性突破。同時(shí),中國(guó)已全面掌握特高壓交流所有核心技術(shù),在核心裝備研制、工程應(yīng)用等方面達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平,成功實(shí)現(xiàn)跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)。他透露,國(guó)網(wǎng)正在開(kāi)展±1100千伏及以上換流閥和換流變壓器研制,提升直流輸送容量至12G瓦以上,輸送距離超過(guò)4000公里;還將提升柔性直流輸電電壓等級(jí),實(shí)現(xiàn)輸電容量大幅提升和損耗顯著下降,“有望取代常規(guī)直流,實(shí)現(xiàn)洲際聯(lián)網(wǎng)和直流電網(wǎng)構(gòu)建”。
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