行业动态

全球能源互联网能源行业碳减排之路

2016-12-15 来源:英大网

  去年9月26日的时候,习主席在联合国发展峰会上发表重要讲话,提到全球能源互联网,中国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。在这次大会之前,我们国家电网公司时任当时的董事长刘振亚,去联合国的总部,与联合国秘书长潘基文进行会谈的时候就提到全球能源互联网。当潘基文理解全球能源互联网的时候,他说了下面这段话,他说“能源是连接经济增长,社会公正,气候与环境,促进世界繁荣的黄金纽带。气候变化是人类和地球最大的威胁,没有一个国家能够幸免,他将发挥联合国的重要作用,大力支持和推动构建全球能源互联网,促进人类社会的可持续发展”。我们说全球能源互联网已经从中国倡议走向了世界的共识,什么是全球能源互联网?我们为什么要构建全球能源互联网,我们如何构建全球能源互联网?今天想与大家交流四方面的有关内容,以及全球能源互联网如何助推碳减排。
  首先看为什么要构建全球能源互联网?当前世界能源面临哪些挑战呢?过去五十年,化石能源已经从54亿吨标准煤上升到185亿吨,一次能源消费总量,右侧这张是化石能源的消费总量,已经从51亿吨上升到159亿吨,两者一除,长期保持在85%以上。所以说过度依赖化石能源的发展方式,导致了资源紧缺,环境污染和气候变化,为什么?第一,资源紧缺。图上显示的年份数据是储采比,是化石能源的储采比,用总的储量÷当前每年开采量=化石能源还可以用多少年。石油是53年,天然气是54年,煤炭是110年。时间最长的煤炭不过就一百年左右,最短的五十几年的石油、天然气,这五十多年对人的生命来说也不是很长,更何况更长一段时间人类的发展过程中。我们的供给就是这个局面,化石能源,我们的需求每年还在不断增长,我们预计到2050年全球能源需求要达到300亿吨标准煤,电力要达到73万亿,当前是多少呢?是23万亿。到2050年要达到73万亿,这个预测也是按照我们电力行业系数法,每年预测按照3%的增长率,3%并不高,来预测到2050年是73万亿。我们中国将面临更为紧张的局面,我们是世界第一大能源生产国和消费国,能源资源将更为紧缺,煤炭、石油、天然气可开采年限仅为世界的1/3、1/5和1/2。能源对外依存度持续提高,石油、天然气对外依存度分别达到60%和32%。
  第二,环境污染。发达国家在工业化时期也都面临着环境污染问题,比如说在1950年代的时候,英国还被称之为雾都,但是当前我们再看世界PM2.5分布图,尽管它是某个时段的图,它都集中在中国、印度、中东和北非这些发展中大国。我们中国面临严重的环境污染问题,2014年京津冀和长三角地区雾霾天数超过60天,已经程度人民群众的心肺之患,所以有网友说新北京精神是什么,叫厚德载物,自强不息,埋头苦干,再创辉煌。所以化石能源燃烧带来的二氧化硫排放,酸雨2014年是2000万吨,一百万平方公里,长三角、珠三角尤为严重。为什么?因为我们进行了统计,长江沿岸平均每三十公里就要建一座发电厂,才能满足对电力的需求。从南京到镇江平均每十公里就要建一个电场,我们从这个位置如果按照这个预测的话,从这个位置到机场要建三座火电厂才能满足电力需求。而且还有水土的破坏,煤炭开采造成近一万平方公里的地面塌陷,破坏地下水22亿立方米。去年环保部已经全部我们的地下水也已经有污染了,而且污染了60%。
  第三,气候变化。工业的未来,大气二氧化碳浓度目前已经达到400pbm,就是万分之4,全球地表平均温度上升0.85度,如果不尽快采取实际行动,到本世纪末大气二氧化碳浓度将达到450pbm的警戒值,全球温升将超过4度,包括说超过4度,就是超过2度,海平面就要上升2.7米—4.5米,那时候南北极冰川也要融化。美国宇航局NASA对全球海平面上升做了推演,这是海平面上升2.7米以后,美国纽约曼哈顿,只剩下少数高楼大厦还在水面以上。这是海平面上升1米以后受到影响的国家和地区,很多沿海城市,海岛和国家都将受到影响。这是南极洲冰盖融化的情况,冰封四百万年的冰雪都将融化。这是美国,海平面上升0.7米以后,美国的佛罗里达半岛将全部淹没在海平面以下。我们中国也将受到巨大影响,华东、华北大部分地区也将受到影响,在海平面以下的。
  我们说气候变化的本质是能源问题,为什么?我们对全球温室气体进行了统计,化石能源燃烧排放的二氧化碳占到温室气体排放的接近60%。于是,联合国和世界主要国家早在1992年就发现了这个问题,所以提出了气候变化框架公约的机制,最有名的就是刚才几位领导讲的《京都议定书》以及2015年的巴黎协定。这是张高丽总理在4月20日签署巴黎协定时候,在联合国的一张照片。我们说为什么世界上在碳减排问题上都要盯着中国和美国呢?左侧这是1850年—2012年二氧化碳累计排放量的统计值,我记得前几年的时候我们说中国碳减排观点的时候说,按照历史性和差异性观点来对待二氧化碳排放问题,当时跟发达国家谈判的时候,历史性的我个人理解来说,就是看累计值,应该按累计值。美国工业化时期排的二氧化碳都应该统计进来,差异性我们再看人均值。最高的还是美国,其次是俄罗斯、日本,中国是当前二氧化碳最多的国家。能源发展形势如此之严峻,到底我们的出路在哪里呢?我们说只有实施“两个替代”,才能根本转变过度依赖化石能源的发展方式,“两个替代”就是能源开发上实施清洁替代,以清洁能源代替化石能源,在能源消费上,实施电能替代,以电能代替其他能源的直接消费。在单侧仅开发清洁能源,但消费侧仍然使用汽油车还是不行。那么我们说这样行不行呢?各种一次能源都可以转化为电能,无论是传统的化石能源还是现在的水能、风能、太阳能,都可以转化成电能。而各种能源需求也都可以通过电能来满足,我们对于热的需求,你可以不用电厂烧热,也可以像写字楼一样用空调,我们对出行的能源需求,也可以用电动汽车等等。要想实施“两个替代”,必须要有一个物理载体和配置平台,我们说这个载体和平台就是全球能源互联网,为什么呢?我们在能源开发上是清洁平台。
  风能和太阳能发电具有随机性和间歇性,只有融入大电网才能大规模开发利用,你想用电的时候,现在太阳光没有了,风也没有了,怎么办呢?大电网来平衡协调。所以这就是我们的分析逻辑,或者说一个观点。到2050年我们约束全球温升不能超过2度,所以化石能源就要小于60亿吨,那么我们的需求,每年按照3%全世界的需求,每年按照3%的GDP增长率,我们的电能到2050年要达到73万亿,60亿吨的化石能源能发出73万亿度的电吗?很显然我们用煤耗一乘就可以,发不出来,能发出多少呢?只能发出10%的电力需求。这里面还要考虑一部分化石能源要作为化工原料,剩下的这些化石能源要发电的话,也只能发出10%,那剩下的怎么办呢?只能靠清洁能源,水能、风能、光能,我们看清洁能源在哪里呢?就是把刚才那两张图放大以后看,风能主要在中国三北,蒙古、中亚,俄罗斯北部,北欧,格陵兰岛和北美。太阳能在哪里呢?最好的资源都在赤道带上,这是需求,我们的电力需求,为什么?这张图是全球人口超过百万以上城市的分布图,我们说城市在哪里,人口在哪里,人口在哪里,城市在哪里,城市在哪里,电力负荷中心就在哪里。你看人口最密的中国的华东、华北,日本、韩国、西欧各国,美国东西海岸,这就是我们电的需求,如果你还不是很确信,再看下一张图,这是夜空中的灯光图,这体现了什么?繁荣。也体现的电力负荷中心,经济繁荣的地方,肯定是电力负荷中心。日本、韩国、中国的华东、华北、西欧各国、美国东西海岸。我想问的是后两张图的地理位置和前两张图的地理位置一致吗?很显然不一致。所以我们说就需要特高压从清洁能源的基地和负荷中心连起来,进行大范围的优化资源配置,这就是全球能源互联网。
  我们再来看什么是全球能源互联网,我们说全球能源互联网是以特高压电网为骨干网架,全球互联的坚强智能电网,是清洁能源在全球范围内大规模开发配置利用的基础平台,它就等于智能电网+特高压电网+清洁能源。传统的都是化石能源,现在有很多清洁能源进来了,还有特高压是全球能源互联网的骨干网架,清洁能源这是我们全球能源互联网的主导的未来。我们说全球能源互联网目前的条件具备,为什么?因为当前世界已经形成了北美、欧洲、俄罗斯、波罗的海这三个典型的特大电网,而且目前全球三大基础设施网络,交通网、通讯网和信息网,交通网和信息网已经互联,能源网也必将朝着全球互联的方向快速发展。那么我们如何构建全球能源互联网呢?主要分为三个阶段,第一阶段,到2020年的时候,国内互联先连接起来。第二阶段,洲内互联,也就是跨国互联,这些都是有起点,无终点的。随着国家发展水平不一样,发达程度不一样,可能有的国家快,有的国家慢,到了第三阶段才是洲际互联,跨洲的互联,到2050年,我们的目标是跨国电力贸易量要达到30%,清洁能源在一次能源比重达到80%,清洁能源电量在总电量比重要达到90%,电能占终端能源消费占到50%。这是当前欧洲25个国家的电网连在一起的,就是互联的电网,确保了他们更多的接纳清洁能源。德国的清洁能源发展已经成为了世界能源转型的领导者,他就是依靠电网的互联,与周边国家电网互联,才能够更好地接纳清洁能源,间歇性、波动性的清洁能源。尤其最有说服力的是在日全食的时候,德国电网有惊无险,靠的就是与大电网的互联。这是欧洲人提出的沙漠太阳能计划,要开发赤道地区北非的太阳能,撒哈拉沙漠海法太阳能,光伏光热,然后用海底电缆向欧洲大陆送电,没有可能送欧洲15%的电力需求。这是北美的电网,北美电网看美国和加拿大电网都是连在一起的,它也提出了全球互联的规划,这是美国电科院的院士。俄罗斯还有波罗的海,海湾国家等等的互联电网。最近我们跟日本、韩国、蒙古、俄罗斯也在开展东北亚电网互联的初步设想。
  第四部分,我想跟大家分享一个观点,全球能源互联网助推碳减排。我们说全球能源互联网为应对气候变化也提供了现实可行的技术路线,在能源领域。从本质上它可以推动碳减排的实现,而且随着全球能源互联网发展,电力贸易在国际贸易量中的比重不断提高,对世界经济增长起到的促进作用逐渐增强。到2050年,预计全球能源互联网电力投资要达到50万亿美元。目前全球社会资本对基础设施投资中有一半已经投向清洁能源,构建全球能源互联网是清洁能源发展的一个根本途径,它必将成为今后金融业的投资重点,促进国际金融机构开展新业务、新市场、新产品,也为金融资本带来良好的投资回报。而且全球能源互联网的落地工程,比如说我们这些与中国有关的,中蒙、中俄、中哈等等,都是从清洁能源的基地,送向负荷中心,向负荷中心进行送电。所以我们认为这也是一笔不小未来的碳资产。最后请记住由国家电网公司发起的我国第一个能源领域的国际组织,全球能源互联网发展合作组织。谢谢大家!
  
  

  


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