全球能源互聯網,這一旨在系統解決能源供應危機、環(huán)境污染和氣候變暖三大挑戰(zhàn)的雄心勃勃設想,自去年5月提出至今,遠未得到想象中應有的輿論熱應。
“冷遇”的深層原因,不僅在其過于宏大的背景,更在于對其經濟、技術可行性的難以把握。在能源圈內圈外,“說不好”、“看不清”是記者時常聽到的聲音。
而電力系統內部似乎并未受此影響,相關研發(fā)和調研悄然而扎實。今天在此間閉幕的全球能源互聯網技術國際研討會,以迄今對其進展的最完整展示,或可回答:全球能源互聯網,究竟是幻想還是待望的現實。
開發(fā)北極風電、赤道太陽能進行洲際互送,劃算嗎?
全球能源互聯網總體布局中,包括“一極一道”即北極地區(qū)風電、赤道地區(qū)太陽能的大規(guī)模開發(fā)。
如此超大規(guī)模、超遠距離的能源開發(fā)和輸送,經濟上可行嗎?
今年2月3日《全球能源互聯網》首發(fā)式上,國家電網公司董事長劉振亞曾透露,本書寫作過程中,工作組到10個國家和北極、赤道地區(qū)進行過實地調研。
國網北京經濟技術研究院副院長韓豐的《特高壓及全球能源互聯網經濟性研究》,則從中國特高壓電網工程實踐、全球能源互聯網效益評估、亞歐洲際聯網經濟性分析,得出“特高壓輸電技術已具備大規(guī)模推廣應用的條件,可在全球能源互聯網構建中發(fā)揮重要作用;構建全球能源互聯網,可降低能源供應成本、保護生態(tài)環(huán)境、拉動經濟增長;依靠特高壓輸電技術實現亞歐洲際互聯,將中亞能源資源輸送至歐洲負荷中心,具備良好的電價競爭力”的結論,頗具說服力。
令人印象尤深的是對洲際電網互聯經濟性的分析:全球各主要負荷中心地理跨度大,考慮時差因素,負荷特性之間存在較強的互補性。全球能源互聯網錯峰效益顯著。
以2050年北半球三大洲——歐洲、北美洲、亞洲為例,全球聯網后,可利用自然時差優(yōu)化全球電網負荷,形成較為平滑的負荷曲線,實現削峰填谷,峰谷差由25%-40%降到10%以內。
可再生能源家底足夠支撐全球能源互聯嗎?
“全球可再生能源資源豐富,可以支撐全球能源互聯網的建設”;“只有發(fā)揮電網的資源大范圍配置作用和可再生資源的時空互補特性,才能統籌全球能源資源開發(fā)、配置和利用”。
中國電科院新能源所總工程師遲永寧的這兩條結論,建立在把全球可再生能源資源家底摸清的基礎之上,其《全球可再生能源資源儲量評估與典型地區(qū)資源詳評》具有開創(chuàng)性。
遲永寧介紹,本項評估采用數值模擬法,將風能參數(包括風功率密度、風速、風能頻率分布、風能密度分布、風切變指數)和太陽能參數(包括總輻射年總量、直接輻射年總量、直射比年平均值、年總日照時數),經一套復雜的數據收集、模擬計算、統計分析,再利用氣象站觀測數據對模擬數據作精度驗證,得出結論:
全球風能資源總量1640T瓦,開發(fā)條件較好的73T瓦。根據風資源的豐富程度及全球氣候帶劃分,全球風能資源主要分布在4條緯度帶,即北緯高緯度風帶、北緯中緯度風帶、北亞熱帶風帶、南亞熱帶風帶。
全球太陽能資源總量6390T瓦,開發(fā)條件較好的320T瓦。根據太陽能資源富集程度,太陽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)詳評饒有興味:北極風能資源最豐富地區(qū)位于格陵蘭島及以東洋面。計算結果顯示,島南部海面風速最大,50米高程年均約12-14米/秒;北部風速較小,50米高程年均約7-10米/秒;西北海域風速小于島上,50米高程年均約5-7米/秒。島與海域交界處風速相對較低。
這些“處女”數據不僅有趣,更可在未來風電開發(fā)中派上大用場。
技術裝備能力有底氣嗎?
在對全球能源互聯網的疑慮中,技術裝備能力上的擔心恐怕迄今最為強烈。
國網智能電網研究院副院長邱宇峰表示,全球能源互聯網將電網范圍從國家和地區(qū)擴大到覆蓋全球,需要發(fā)展更高電壓、更遠距離的輸電技術,研制更大容量、更低損耗的智能裝備,解決極端氣候條件對電工材料及電力裝備帶來的適應性問題。相關技術、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及裝備水平,提高儲能技術經濟性和容量水平,研制適應極端氣候條件的電工材料及裝備等。
不過,他的《全球能源互聯網中的電網技術與裝備》還是給了我們足夠的底氣:特高壓直流是當前唯一可實現將千萬千瓦級電能高效率輸送至2000公里以外的輸電技術。他介紹,目前,國網公司已投運4條特高壓直流工程,在特高壓換流閥、換流變壓器技術上取得系統性突破。同時,中國已全面掌握特高壓交流所有核心技術,在核心裝備研制、工程應用等方面達到國際領先水平,成功實現跨區(qū)聯網。他透露,國網正在開展±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4000公里;還將提升柔性直流輸電電壓等級,實現輸電容量大幅提升和損耗顯著下降,“有望取代常規(guī)直流,實現洲際聯網和直流電網構建”。
責任編輯: 曹吉生