一分快三创设“环球财富互连网”

作者:一分快三

在“人人享受可持续能源”倡议之下,未来的电网将会发生怎样的变化?减少碳排放、分布式和数字化技术这三大全球性趋势,将对我们的发电、输电和用电方式产生怎样的影响?

原标题:构建“全球能源互联网”

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最近,西门子股份公司管理委员会成员奈柯在领英上发表专栏文章《聚沙成塔,成就电力星球》,阐述了电网将在未来演变为能源互联网的大趋势。

【“全球能源互联网”的范例显示出我们可以利用现有的技术,包括电网互联和扩容、智能电网和特高压,加速可再生能源技术的应用,从而提高能源效率,使清洁能源比以往任何时候都更加实惠】

国家目前正在实施新一轮电力改革,新的电力系统构建也是其中之一。展望几十年后的的电力系统,究竟是什么样子?是否如科幻小说一样神奇呢?

两大技术革命正在引领着21世纪:互联网的发展和致力于减少碳排放的全球能源系统转型。2015年,G7峰会在德国南部小镇埃尔毛举行之后,全世界就开始聚焦一个共同的目标:减少使用化石能源,将电力作为通用能源,到2100年实现零碳排放。随着物联网时代的到来,这两大技术革命迅速会师。最终,我们将迎来能源互联网时代。

□杰弗里·萨克斯(JeffreyD. Sachs)

从现代能源系统生产、消费和配置各环节看,均意味着电力将发挥更加重要的作用,电力系统转型是实现我国能源转型的主要支撑。大幅提高非化石能源电力占比,形成非化石能源为主的电源结构是新一代电网的重要标志,在智能电网发展的基础上构建更加智能化和多能互补的能源互联网是未来发展方向。

减少碳排放、分布式和数字化技术正在改变能源领域。这三大全球性趋势造成的联合性影响,我们将其称之为“3D能源模型”,正在改变着我们的发电、输电和用电方式。由此产生的结果是,由大型发电站及集中式输配电系统构成的传统能源模式正在改变。

目前全球经济力量正在重新平衡,由第二次世界大战塑造的世界格局已经被改变。面对日趋多元化的世界格局和各地区愈加紧密的经济联系,促进世界发展的根源应在可持续发展。要实现可持续发展,需要世界各国共同努力,消除发展障碍,推动全球发展,增进各国人民福祉。

近日,中国科学院院士、中国电力科学研究院名誉院长周孝信在相关大会上发表了题为“能源转型中构建中国新一代电力系统”的主旨演讲。他从能源和电力系统转型、新一代电力系统的主要特征以及关键技术等三大方面为大家精彩描绘了新一代电力系统的美好蓝图,并描述到,未来电网既能输送电力,又能输送天然气。

我们需要一个全新的方式来加速可再生能源转型。现在,数以百万计的小型分布式发电机组正在被接入能源系统,需要我们用新的方式去组织和管理。此外,“产销者”开始脱颖而出——他们既是生产者也是消费者,在售卖电力的同时也在购买电力。

现在,中国为实现《巴黎协定》的目标,提出了宏伟的计划。《巴黎协定》指出,各国将加强对气候变化威胁的全球应对,把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2℃之内,并为把升温控制在1.5℃之内而努力。上述目标的实现主要依靠世界主要能源来源的转型,从碳基化石燃料(煤炭、石油和天然气)转移到可再生的零碳能源(风能、太阳能、水能、地热、海洋能、生物质能)以及核能来实现。中国的“全球能源互联网”(GlobalEnergy Interconnection,简称GEI)倡议及行动计划,为实现这一能源转型目标,描绘了一个激动人心的愿景。

能源和电力系统的转型

在随后的能源转型过程中,网络技术也将发生重要作用。未来,为了实现能源互联网,电网将不仅仅承担输配电的功能。

不缺化石能源,缺的是碳预算

国家发改委、能源局先后在2016和2017年发布了关于电力和能源发展的“十三五”规划以及能源生产和消费革命的战略指标。目前能源消费中,煤炭占比60%以上,而国家的战略目标中,非化石能源占50%。剩下的50%就是油气和煤炭,最好的结构是油气能保持在30%左右,剩下的20%就是煤炭,这是一个宏观的设想。

诱因:对清洁能源的持续需求导致解决方案变得复杂

鲜有政府对这一转型的规模具备充分的认识。气候学家经常提到“碳预算”,也就是人类未来几年可以排放的二氧化碳总量,要符合将全球变暖控制在2℃以内的规则。

2017年,煤电占比是装置容量58%,电量占66%,人均用电量是4537千瓦时,非化石占比13%多,能源消费总量45亿吨。而国家的能源消费总量总体目标是2020年50亿吨,2030年60亿吨,2050年55亿吨;非化石能源占比2020年15%,2030年20%,2050年50%;人均用电量2020年5000度,2030年6000度,2050年9000度,9000度达到了发达国家的平均水平,比欧洲的水平还要高,我们后来根据十九大的报告做了一些分析,未来可能人均用电会超过9000度,再结合我国的国情来看,未来煤电一定要转型。

根据联合国“人人享有可持续能源”倡议的报告,全球有超过10亿人口仍未用上电。例如,在人口增长迅猛的撒哈拉以南的非洲国家就深受缺电困扰。据联合国预测,到2040年全球人口数量将增加近20亿,且以发展中国家为主。无论是政治领袖、工业界还是援助性组织都一致认为,让所有人都能用上电,无论从道德层面还是经济层面都是非常必要的。

根据挪威国际气候研究中心(CICERO)估算,从工业化革命之初的1850年到2017年这167年间,人类的化石能源消费大约已经排放了21000亿吨二氧化碳。在此基础上,只要再增加排放1500亿吨的二氧化碳,全球平均温度就会比1861-1880年的平均温度增加1.5℃。按照目前的排放规模(每年400亿吨二氧化碳排放),只要4年就会净增1500亿吨的碳排放。考虑到气候系统的惯性,预计最迟10年内全球平均升温就将超过1.5℃。

电力系统是能源系统里一个非常主要的组成部分,它有两跟连线的曲线,一条是发电量的曲线,或者叫用电量;一条是装机容量曲线。目前,煤电发电量的比重是70%左右,且在逐步降低,预计到2030年,非化石能源的发电量将超过煤电发电量。

但并非所有人都意识到的这样的困境:如果这部分新增的人口还采用与我们一样的生活方式和用电方式,我们会面临怎样的问题?如果发达国家和这些地区的电力有一半来自于化石燃料,我们的环境将会发生怎样的变化?

如果以升温2℃为限,那么人类剩余的碳排放预算也仅剩下8000亿吨。按照每年400亿吨的排放水平,大约20年内就将耗尽我们的碳预算。而按照现有的化石能源开采规模而言,如果将其全部燃烧的话,将排放10000亿吨二氧化碳。这意味着必须在本世纪中叶甚至更早就要淘汰化石燃料,并彻底转向零碳排放的主要能源。

新一代电力系统的主要特征

可以确定的是,国际社会雄心勃勃的环境保护目标会因此面临挑战。更为严重的是,将全球升温幅度控制在2度之内的目标也会立刻变得岌岌可危。

这就意味着,热电厂需要被逐步淘汰,取而代之的是用其他零碳能源来发电。燃油车也需要逐步用电动汽车代替。今天的船舶、重型卡车和飞机也全都依赖石油产品;未来,它们需要使用以再生二氧化碳和可再生能源制造的合成燃料或氢燃料。今天的工业生产,如为钢铁制造提供动力的化石燃料,也必须由清洁电力来取代。简而言之,就是需要大规模使用零碳能源发电,尤其是风能和太阳能等形式的可再生能源。

10年前,电网的概念是广义电网,包括电源、网络传输、用电负荷。而国家电网公司提出的进一步发展的目标,是加快建设以智能电网为核心,以新一代电力系统为基础的能源互联网。其战略目标是建设具有卓越竞争力的世界一流能源互联网企业。核心任务是打造广泛互联、智能互动、灵活柔性、安全可靠的新一代能源系统。

毫无疑问,使用化石能源与全球气候变暖有着直接的联系。如果有人认为,温度的上升和发生自然灾害的频率及强度无关,那他们不过是在逃避现实罢了。

可再生能源的间歇性

新一代电力能源系统具备四个特征:

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