3电网知识04全球能源互联网.doc

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1、全球能源互联网在京首发 发布时间： 2015-02-03点击次数：197172015年2月3日，全球能源互联网首发仪式暨专家座谈会在京举行。本书由国家电网公司董事长、党组书记刘振亚撰写，由英大传媒集团中国电力出版社出版发行。进入21世纪，全球能源生产消费持续增长，化石能源大量开发利用，导致资源紧张、环境污染、气候变化诸多全球性难题，对人类生存和发展构成严重威胁。面对严峻挑战，建立在传统化石能源基础上的能源发展方式已经难以为继，由清洁能源全面取代化石能源是大势所趋，加快建立安全可靠、经济高效、清洁环保的现代能源供应体系，成为世界各国共同的战略目标。全球能源互联网是作者准确把握和深刻洞察全球能源发

2、展趋势，在世界经济发展全球化、能源配置全球化、环境影响全球化的背景下，研究世界能源可持续发展重大战略问题，最新推出的一部重量级研究专著。全书分8章30节，共42万多字。内容涵盖全球能源发展现状与挑战、清洁替代与电能替代、全球能源观、全球能源电力供需、构建全球能源互联网、全球能源互联网技术创新、全球能源互联网研究和实践基础、全球能源互联网改变世界等方面。全书以全球视野、战略高度研究思考世界能源可持续发展这一事关全人类共同利益的重大命题，系统分析了全球化石能源和清洁能源的历史角色、现实作用与未来定位，揭示了能源发展客观规律，深刻指出清洁替代和电能替代将成为全球能源发展的必然趋势，提出了树立全球能源

3、观，以全球性、历史性、差异性、开放性的全新立场和观点，研究解决全球能源可持续发展问题，在分析全球能源电力供需格局与电力流、“一极一道”（北极和赤道附近地区）和各洲大型清洁能源基地开发的基础上，对全球能源互联网构建方案、实施路径、技术创新以及工程实践进行了系统论述，描绘了全球能源互联网发展的美好蓝图。全球能源互联网将是以特高压电网为骨干网架（通道），以输送清洁能源为主导，全球互联泛在的坚强智能电网。将由跨国跨洲骨干网架和涵盖各国各电压等级电网的国家泛在智能电网构成，连接“一极一道”和各洲大型能源基地，适应各种分布式电源接入需要，能够将风能、太阳能、海洋能等清洁能源输送到各类用户，是服务范围广、配

4、置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的全球能源配置平台，也是实施“两个替代”的关键。全球能源互联网发展框架可以概况为，一个总体布局（由跨洲电网、跨国电网、国家泛在智能电网组成，各层级电网协调发展，形成连接“一极一道”和各洲大型清洁能源基地与主要负荷中心的总体布局）、两个基本原则（清洁发展和全球配置）、三个发展阶段（洲内互联、跨洲互联、全球互联）、四个重要特征（网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动）、五个主要功能（能源传输、资源配置、市场交易、产业带动和公共服务）。本书提出到2050年，基本建成全球能源互联网的目标。届时，清洁能源占一次能源消费总量的80%左右，成为主导能源，每年可替代相当于240

5、亿吨标准煤的化石能源，减排二氧化碳670亿吨、二氧化硫5.8亿吨，全球能源碳排放115亿吨，仅为2009年的50%左右，可以实现全球温升控制在2以内的目标。同时，全球能源互联网累计投资将超过100万亿美元，对全球经济拉动、产业升级作用显著。全球能源互联网建成后，长期困扰人类发展的能源环境问题将得到有效解决，人们将享受更充足的能源、更繁荣的经济、更宜居的环境、更舒适的生活。能源电力领域有关院士专家、政府有关部门领导、电力企业和相关组织代表参加了这次会议。与会领导和专家一致认为，本书基础扎实、内容全面、思路清晰、观点鲜明，其核心内容全球能源互联网理论体系逻辑严密、论证充分，为推动全球能源可持续发展

6、提供了新的思路、方法和途径，思想性、战略性、创新性、系统性很强，信息量大、知识面广、技术含量高，具有很高的学术价值。书中提出的“两个替代”、全球能源观、全球能源互联网等理念和观点，源于作者长期研究、思考和实践，体现了作者对世界能源发展趋势的准确把握和深刻洞察，对全球能源发展、人类社会进步的责任感和使命感。本书作者长期从事能源电力研究、建设、管理等工作，是全球最大的电力企业领导者，也是全球知名的资深能源专家，不仅拥有丰富的能源电力领域实践经验，而且具有扎实的专业知识、深厚的理论素养、前瞻的战略思维以及开阔的全球视野。成书过程中，作者对全球能源互联网进行了深入研究，开展了实地调研，充实了全球能源资

7、源、电力发展和跨国联网等基础数据，进一步丰富和完善了理论体系。 信息来源：英大传媒集团全球能源合作呼唤能源互联网发布时间：2014-09-03点击次数：编者按 7月27日至31日，国家电网公司董事长、党组书记刘振亚在电气与电子工程师学会电力与能源协会2014年会发表署名文章构建全球能源互联网，服务人类社会可持续发展，引起与会代表的强烈反响。本网从今日起将陆续刊登专家学者对全球能源互联网的观点。 人类社会发展的历史就是一部能源发展的历史。随着能源利用从生物质能到化石能源，再到可再生能源的转变，人类文明经历了农业低碳社会到工业高碳社会的转变，正在进入以“新能源+互联网”为特征的后碳时代，积极发展能

8、源互联网是中国应对下一次新能源革命的主要策略。近些年，随着全球经济总量和规模日益加大，全球面临的能源资源瓶颈和生态失衡日趋严重。根据国际能源署测算，目前，煤炭在全球一次能源消费中的比重约为27%，石油为33%，天然气为21%，化石能源合计为81%。而包括水电、核电、风能、太阳能、生物质能在内的非化石能源等仅占19%，未来拓展新能源比重的空间十分巨大。而从国内情况看，中国经济社会发展面临资源制约、环境污染、生态退化的严峻挑战，粗放的资源依赖型的发展方式已难以为继。2012年，我国一次能源总消耗已达到36.2亿吨标准煤，占全球的21%，创造了11%的GDP。单位GDP能耗是世界平均水平的2倍，是发

9、达国家的4倍。工业行业单位能耗，如粗钢能耗、水泥综合能耗、有色金属综合能耗、炼油单位能量因数能耗、乙烯综合能耗以及火电供电煤耗等，与世界先进水平相比仍有较大差距。高能耗、高排放、低效率的发展方式导致总能耗不断上升。近10年来，我国能源消费弹性系数平均高达0.7，能源环境压力和发展瓶颈日益增大。国际经验表明，发达国家在第一和第二次工业革命中对化石能源的过度消耗和对地球环境容量的过度占用，造成了今天世界性资源缺乏和全球生态安全以及气候变化等全球环境灾难，严重压缩了未来全球的资源供给和环境容量的空间。发展中国家不可能再沿袭发达国家以无节制地消耗地球资源和以生态环境损坏为代价的工业化模式。当前仅占全球

10、20%的发达国家十多亿人口，其人均能源消费高达6.5吨标准煤，是发展中国家的3.8倍。在其能源消费总量基本趋于稳定的情况下，可以通过大力发展可再生能源来替代化石能源消费，改善能源结构，逐渐向可再生能源体系过渡。在这样的背景下，世界各国积极探索能源互联网战略。2001年，美国提出名为“智能电网”的新电力能源供应系统概念，并于2003年正式展开研究。智能电网旨在构建一张全美骨干电网、区域性电网、地方电网和微型电网等多层次的电力网络，以实现自动化、高效安全、稳定可靠、可灵活应变及品质有保障的电力供应。该计划将在2030年完成。德国宣布了全面转向可再生能源的战略目标，政府正和6个试点地区合作，研究和测

11、试“能源互联网”：数万家德国企业和数百万户家庭将收集当地生产的可再生能源，用氢气或其他方式储存起来，通过智能电网在全国范围内共享，就像我们在互联网上共享信息一样。再加上插电式零排放交通方式等，构成了第三次工业革命的支柱。数十年的工业实力将创造数百万个就业机会，使德国成为新一轮革命的“领头羊”。全世界会紧密关注德国的这一实验，如果德国能有效推动实现一个可持续和繁荣的“无碳”欧洲，欧盟将实现重生。2014年7月，中国国家电网公司董事长刘振亚提出了“构建全球能源互联网，服务人类社会可持续发展”的观点。他提出全球能源互联网由跨洲、跨国骨干网架和各国各电压等级电网（输电网、配电网）构成，连接“一极一道”

12、（北极、赤道）大型能源基地，适应各种集中式、分布式电源，能够将风能、太阳能、海洋能等可再生能源输送到各类用户，是服务范围广、配置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的全球能源配置平台，具有网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动的特征。以全球能源互联网为主要特征的全球新型能源体系革命为中国实现跨越式发展提供了难得机遇。展望未来，可再生能源将逐步成为世界主导能源，从而走上绿色低碳的发展道路，实现由不可持续的现代工业文明向未来可持续的生态文明过渡。一方面，全球能源互联网可以有效解决全球能源资源分布和市场需求严重失衡的问题。贸易全球化、生产全球化、金融全球化、区域经济一体化等早已渗透到能源领域，能源市场已成

13、为全球化的市场。各国能源相互依赖加深，能源安全越来越超越消费国和生产国的界限，呈现出全球化的特征。以石油为例，中东和俄罗斯石油产量约占全球的45%，其消费量只占13%；北美、欧洲和亚太石油产量只占全球的36%，而消费量却占76%以上。此外，全球能源市场分散，令风能、太阳能的集中规模化开发和借助特高压等技术的电力远距离输配成为必然趋势。要解决这些问题必须加快全球能源合作，实现“能源一体化”，创造一个更加一体化、充分竞争的市场以及能源合作机制。比如，建立地区性共享能源储备，构筑面向未来的，包括天然气管道建设、智能电网建设、新能源网络建设在内的能源基础设施蓝图等。另一方面，全球能源互联网带来能源形式

14、、生产方式、存储形式、分享机制等广泛的变革。根据世界生物能源协会预测，到2020年，30%的电力将来自绿色能源。以交通为例，到2030年，插电式电动车的充电站和氢能源燃料电动车会普及全球，并将为主电网的输电、送电提供分散式的基础设施。到2040年，75%的轻型汽车将由电驱动。能源互联网基础设施为插电式电动车、氢燃料车、家庭和工厂提供充足的电力，有望形成全新的经济模式。因此，中国必须以发展能源互联网为契机，加快提升基础制造和能源生产能力，做好关键技术和设备的储备。全球能源互联十分紧迫 发布时间： 2015-02-11点击次数：65能源安全事关经济社会发展全局。世界能源发展与资源禀赋密切相关，地球

15、不仅拥有大量的煤炭、石油、天然气等化石能源，而且拥有丰富的水能、风能、太阳能等可再生清洁能源。长期以来，世界能源发展过度依赖化石能源，导致资源紧张、气候变化、环境污染等问题日益突出，严重威胁人类生存发展，形势十分严峻。应对挑战，需要统筹把握经济发展全球化、资源配置全球化和环境影响全球化的新特征，推动世界能源走上安全、清洁、高效、可持续的发展道路。从世界能源发展趋势和资源禀赋特征看，实施以清洁替代和电能替代为主要内容的“两个替代”是世界能源可持续发展的重要方向。全球能源互联网是实施“两个替代”的关键，是保障全球清洁能源高效开发、让人人享有可靠能源供应的重要平台，将带来能源发展战略、发展路线、结构

16、布局、生产和消费方式以及能源技术等全方位调整。（原文见全球能源互联网前言、第一章）能源将如何发展？ 发布时间： 2015-02-11点击次数：37能源发展规律能源结构从高碳向低碳方向发展。能源利用从低效向高效方向发展。能源配置从局部平衡向大范围优化方向发展。未来，在以清洁能源为主导、以电为中心的能源发展格局下，电网将成为能源配置的主要载体。随着全球清洁能源大规模开发，电网覆盖范围将进一步扩大至全球，形成全球广泛互联的能源网络。全球能源互联网构想 发布时间： 2015-02-11点击次数：64全球能源互联网的基本概念全球能源互联网是以特高压电网为骨干网架（通道），以输送清洁能源为主导，全球互联泛

17、在的坚强智能电网。全球能源互联网将由跨国跨洲骨干网架和涵盖各国各电压等级电网（输电网、配电网）的国家泛在智能电网构成，连接“一极一道”和各洲大型能源基地，适应各种分布式电源接入需要，能够将风能、太阳能、海洋能等可再生能源输送到各类用户，是服务范围广、配置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的全球能源配置平台。全球能源互联网的发展框架全球能源互联网的发展框架可以概括为一个总体布局、两个基本原则、三个发展阶段、四个重要特征、五个主要功能。总体布局全球能源互联网是一个由跨洲电网、跨国电网、国家泛在智能电网组成，各层级电网协调发展的有机整体。从全球范围看，全球能源互联网将依托先进的特高压输电和智能电网技术，

18、形成连接北极地区风电、赤道地区太阳能发电和各洲大型可再生能源基地与主要负荷中心的总体布局。全球能源互联网发展的核心是建设连接包括“一极一道”在内的全球各类清洁能源基地与主要负荷中心的跨国跨洲骨干网架和洲际联网通道。其中，“一极一道”清洁能源基地向负荷中心的输电通道包括：北极地区风电基地向亚洲、欧洲、北美洲送电，北非、中东太阳能发电基地向欧洲、南亚送电，澳大利亚太阳能发电基地向东南亚送电。跨洲电网互联主要包括：亚洲与欧洲互联、亚洲与北美洲互联、欧洲与非洲互联、亚洲南部和非洲互联、北美洲与南美洲互联。此外，还包括各洲内大型能源基地向所在洲负荷中心的送电通道。两个基本原则1清洁发展的原则清洁发展是应

19、对气候变化、实现人类可持续发展的根本要求。在形成全球广泛共识的基础上，各国应围绕清洁低碳发展目标，制定能源发展战略规划，加快转变能源发展方式、提高清洁能源比重，共同推动全球清洁能源开发利用。全球能源互联网要围绕世界能源清洁、低碳发展这个目标加快布局、加快建设，更好地推动各种集中式、分布式清洁能源的高效开发利用，推动能源发展方式从传统化石能源主导向清洁能源主导转变。2全球配置的原则实施全球配置是由全球能源资源与负荷中心逆向分布特征所决定的。清洁能源具有随机性、间歇性特征，具备大规模开发条件的清洁能源资源一般远离负荷中心，只有在更大范围优化配置才能够解决大规模开发、高比例接入电网所带来的消纳问题，

20、才能够发挥清洁能源的作用。全球能源互联网建设要立足世界能源资源禀赋，统筹考虑全球政治、经济、社会、环境因素，构建连接能源基地、负荷中心的全球能源配置平台，实现全球能源的高效开发、优化配置和有效利用。具有大容量、远距离输电能力的特高压输电技术发展，为实现电力跨大洲、大规模、高效率配置奠定了技术基础。通过清洁能源全球配置，还有利于将经济不发达地区的资源优势转化为经济优势，促进区域经济协调发展。三个阶段综合考虑全球能源分布、清洁能源发展、能源供需、能源输送等因素，未来全球能源互联网发展可以划分为洲内互联、跨洲互联和全球互联三个发展阶段。第一阶段：到2020年，推动形成共识；到2030年，根据技术经济

21、比较优势，启动大型清洁能源基地建设，加强洲内国家之间电网的互联。各大洲加快开发清洁能源，通过各大洲内的互联电网实现清洁能源输送和消纳。如东北亚互联、北美电网互联、欧洲统一电网互联、拉美电网互联、非洲中南部电网互联等。跨国互联电网快速发展，在满足清洁能源消纳范围不断扩大需求的同时，实现各国不同季节、不同时段、不同类型电力资源的互补和互济，提高能源系统效率和经济性。各国加强国内坚强网架的建设和全国互联，以更好地融入洲内联网，更加有效地接纳洲内配置的清洁能源。第二阶段：20302040年，发展重点是在继续加强各洲主要国家电网互联的基础上，按照先易后难的次序，推动“一极一道”等大型能源基地开发和跨洲联

22、网取得重要进展。洲内互联电网的网架不断完善，随着北极地区风电、赤道地区太阳能发电等全球重点清洁能源基地的大规模开发，跨洲远距离输电和跨洲电网互联成为全球能源互联网发展的主导方向。跨洲间的多类型电力资源互补、利用时差的跨洲电力互济效益更加显著，全球能源互联网初具规模。这一阶段要着重推进北极地区电力外送通道、赤道地区电力外送通道，以及亚欧洲际输电通道、亚洲与北美洲联网通道、欧洲与非洲联网通道、亚洲南部与非洲联网通道、北美洲与南美洲联网通道等的建设，建立全球能源互联网的合作推进和协调机构，初步形成全球能源互联网的合作机制。第三阶段：20402050年，按照重点突破、全面推进的思路，加快全球能源互联网

23、建设，逐步形成全球互联格局，推动实现“两个替代”目标。随着全球太阳能、风能等清洁能源基地全面开发建成，清洁能源发电替代化石能源并占据主导地位，化石能源开发、输送和消费规模明显下降，基本实现各洲、各国电网互联互通，全球能源互联网全面建成，成为全球清洁能源优化配置平台。全球能源互联网的组织机制和运行机制完善，全球调控中心建立并与各洲调度中心、各国调控中心形成分区分层控制的调控体系。全球化的电力市场建立，跨国跨洲电力市场交易电量占电力总消费的比例大幅提高。四个特征1网架坚强网架坚强是构建全球能源互联网的重要前提。坚强的网架是实现资源全球配置的基础。只有形成坚强可靠的跨国跨洲互联网架，才能实现全球能源

24、的广泛互联和大范围配置。各国电网规划科学、结构合理、安全可靠、运行灵活，才能适应风电、光伏发电、分布式电源大规模接入和消纳。2广泛互联广泛互联是全球能源互联网的基本形态。全球能源互联网的广泛互联带来了全球能源资源及相关公共服务资源的高效开发和广泛配置。洲际骨干网架、洲内跨国网架、各国家电网、地区电网、配电网、微电网协调发展、紧密衔接，可以构成广泛覆盖的电力资源配置体系。3高度智能高度智能是全球能源互联网的关键支撑。各类电源、负荷实现可灵活接入和确保网络安全稳定运行。通过广泛使用信息网络、广域测量、高速传感、高性能计算、智能控制等技术，实现各层网架和各个环节的高度智能化运行，自动预判、识别大多数

25、故障和风险，具备故障自愈功能；通过信息实时交互支撑整个网络中各种要素的自由流动，真正实现能源在各区域之间的高效配置。4开放互动开放互动是全球能源互联网的基本要求。构建全球能源互联网，需要各国的相互配合、密切合作。全球能源互联网的运营也要对世界各国公平、无歧视开放。充分发挥电网的网络市场功能，构建开放统一、竞争有序的组织运行体系，促进用户与各类用电设备广泛交互、与电网双向互动，能源流在用户、供应商之间双向流动，实现全球能源互联网中各利益相关方的协同和交互。五个主要功能1能源传输能源传输是全球能源互联网最基本的功能。电能输送是重要的能源运输方式，煤电、水电、核电、风电、太阳能发电等电能的传输都通过

26、电网进行。全球能源互联网是能源资源优化配置的载体，能够将各种一次能源转化为电能在电网中传输。依托全球能源互联网，可以实现能源和电力的光速传输。未来，随着“两个替代”的深入推进，可再生能源发电将成为全球主导能源，全球能源互联网也将成为能源综合运输体系的核心组成部分，并与铁路、公路、水路、管道等传统能源运输方式分工协作、优势互补，共同构成高度现代化的全球能源综合运输体系。2资源配置全球能源互联网是能源资源优化配置的重要平台。通过这个平台，可以连接各类电源和用户，实现各类能源的集约开发和高效利用。随着全球电网互联范围的逐步扩大，能源资源配置的范围更广、能力更强，北极地区、赤道地区等远离负荷中心的大能

27、源基地得以开发和建设，有力促进能源结构和布局优化。电力的传输配送过程，本质就是能源资源优化配置的过程。全球能源互联网作为连接各类电源和用户的网络枢纽，能够优化配置电源资源和用户资源，可以推动煤炭、石油、天然气、水能、风能、太阳能等各类能源的集约开发和高效利用。3市场交易全球能源互联网是全球电力市场交易的物理基础。电能无法大规模储存，电力供需必须时刻保持平衡，这一客观规律决定了电力市场交易必须以电网为载体，电网的覆盖范围决定了电力市场的物理边界。覆盖全球的能源互联网，将成为全球范围电力交易的载体，既承担着能源电力交易的平台职责，又肩负着电网调频、系统备用、无功调压等服务任务，在全球电力市场建设中

28、发挥关键作用。4产业带动全球能源互联网是培育战略性新兴产业的孵化器。全球能源互联网是技术创新的重要领域，也是新技术应用的重要载体，对新能源、新材料、智能装备、电动汽车、信息技术等新兴产业具有很强的带动作用。全球能源互联网的发展，可以形成一个良性发展的生态圈，对上游、下游产业产生全面的带动作用，提升产业的整体发展水平和发展速度。5公共服务全球能源互联网是未来生产生活不可或缺的公共服务平台，服务全社会各行各业、千家万户。随着与物联网、互联网的深度融合，全球能源互联网成为功能多元、智能先进的社会公共平台，为用户提供能源、电力、信息等综合服务，满足用户多样化、高品质的服务需求，推动生产生活方式改变。全球能源互联网的建设将全面融入经济社会、智慧城市的发展，成为不可替代的公共服务枢纽。（原文见全球能源互联网第五章）全球能源互联网发展框架可以概况为，一个总体布局(由跨洲电网、跨国电网、国家泛在智能电网组成，各层级电网协调发展，形成连接“一极一道”和各洲大型清洁能源基地与主要负荷中心的总体布局)、两个基本原则(清洁发展和全球配置)、三个发展阶段(洲内互联、跨洲互联、全球互联)、四个重要特征(网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动)、五个主要功能(能源传输、资源配置、市场交易、产业带动和公共服务)。