世界能源發(fā)展經歷了從高碳到低碳、從低效到高效、從局部平衡到大范圍配置的深刻變革。認識和把握這一發(fā)展規(guī)律，對于推動能源科學發(fā)展，實施“兩個替代”具有重要作用。

電網(wǎng)配置各類能源資源示意圖

能源結構從高碳向低碳方向發(fā)展

能源發(fā)展過程中，人類不斷尋找更多種類的能源，但不同發(fā)展階段的主導能源不同。隨著需求的變化和技術的發(fā)展，主導能源不斷升級，總體是朝著更加低碳的方向發(fā)展。從薪柴到煤炭、石油、天然氣，到水能、核能、風能、太陽能以及其他清潔能源的發(fā)展過程，就是逐步減少碳排放的過程。

化石能源碳排放強度高，持續(xù)上百年的開發(fā)利用已經排放了大量二氧化碳，對全球氣候的影響也開始顯現(xiàn)。要減緩氣候變化、實現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展，必須降低能源結構中化石能源比重、提高清潔能源比重。全球擁有豐富的太陽能和風能資源，大規(guī)模開發(fā)利用的潛力巨大，將成為未來最重要的清潔能源。在現(xiàn)有和未來可預期的技術條件下，太陽能、風能轉換為電能是最便捷的利用方式。在能源資源開發(fā)環(huán)節(jié)提高太陽能、風能的比重，不僅是清潔替代的具體體現(xiàn)，而且為電能替代提供充足的清潔電力。

能源利用從低效向高效方向發(fā)展

提高能源開發(fā)利用效率關鍵在于技術創(chuàng)新。18世紀后期，蒸汽機技術創(chuàng)新對能源發(fā)展產生了劃時代的意義，推動了煤炭的大規(guī)模高效開發(fā)和利用，促使社會生產從手工勞動轉向大機器生產。19世紀后期，蒸汽機技術的提升潛力越來越小，對煤炭主導的能源發(fā)展的推動作用開始逐漸減緩。隨著內燃機、電動機的出現(xiàn)和廣泛應用，以石油和電力為代表的新的能源形式登上歷史舞臺，推動能源效率和勞動生產力進一步提升。發(fā)展到今天，化石能源效率的提升空間越來越小。目前，汽油內燃機直接燃油效率在30%左右，燃煤發(fā)電機組效率最高在50%左右。

考慮到未來清潔能源將在能源結構中占主導地位，能源利用效率將主要取決于作為一次能源的風電、太陽能發(fā)電、水電的開發(fā)轉化效率;而電能的終端利用效率遠高于化石能源直接利用的效率，電動機效率可以超過90%。因此，大規(guī)模開發(fā)清潔能源并轉化為電力，全球能源利用效率將獲得極大的提升。

能源配置從局部平衡向大范圍優(yōu)化方向發(fā)展

網(wǎng)絡是現(xiàn)代社會發(fā)展的產物，通過網(wǎng)絡可以把各個點、面、體聯(lián)系到一起，實現(xiàn)資源的傳輸、接收和共享。如果一種產品的原料開發(fā)、生產和需求的地理位置距離較遠，通過建立網(wǎng)絡就會最大限度地優(yōu)化配置、提高效率、降低成本，物流網(wǎng)、電力網(wǎng)、鐵路網(wǎng)等都是應此而生。從能源發(fā)展看，全球化石能源生產與消費具有明顯的逆向分布特征，南美、中東的石油、天然氣送到亞洲，遠東西伯利亞的石油、天然氣送到歐洲，距離長達數(shù)千千米，能源配置逐步從點對點輸送向物流網(wǎng)、管網(wǎng)方向發(fā)展，呈現(xiàn)強烈的網(wǎng)絡化趨勢。

未來，在以清潔能源為主導、以電為中心的能源發(fā)展格局下，電網(wǎng)將成為能源配置的主要載體。全球清潔能源的分布同樣很不均衡，除分布式開發(fā)的清潔能源就地利用外，北極、赤道附近地區(qū)和各洲內大型的水電、風電、太陽能發(fā)電基地，大多距離負荷中心數(shù)百甚至數(shù)千千米，需要構建電網(wǎng)從能源基地向負荷中心輸電。隨著全球清潔能源大規(guī)模開發(fā)，電網(wǎng)覆蓋范圍將進一步擴大至全球，形成全球廣泛互聯(lián)的能源網(wǎng)絡。

(摘自《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》)