加快构建亚洲能源互联网

为推动世界可持续发展, 2015年9月26日, 中华人民共和国主席习近平在联合国发展峰会上倡议“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”, 得到国际社会的普遍赞誉和积极响应。

2016年3月, 我们发起成立全球能源互联网发展合作组织, 搭建了共商、共建、共享、共赢的合作平台。今年1月9日, 我与联合国秘书长古特雷斯进行了会谈, 他表示全球能源互联网作为解决气候变化等问题的“中国方案”应纳入联合国《2030年可持续发展议程》, 引导各成员国共同参与和建设。下面, 本文将结合构建全球能源互联网和亚洲能源系统变革, 提出三方面认识。

全球能源互联网的提出和发展前景

当前, 世界能源发展面临资源紧缺、环境污染、气候变化三大挑战, 加快能源变革迫在眉睫。按目前的开发强度, 全球已探明煤炭和油气储量只能开采110多年和50多年。大规模开发使用化石能源还带来环境污染和气候变化等突出问题。如不控制, 本世纪末全球温升将超过4℃, 导致严重的生态灾难。这些问题的根源是对化石能源也就是碳基能源的依赖, 最有效的解决方案, 就是发展低碳能源、零碳能源。基于长期研究和实践, 我认为, 推动世界能源变革, 要遵循从高碳向低碳、从低效向高效、从局部平衡向大范围配置的发展规律, 以“两个替代、一个回归、一个提高”为方向, 以全球能源互联网为平台, 加快形成以清洁能源为主导、电为中心、全球配置的能源发展新格局, 为世界提供更安全、更清洁、可持续的能源供应。

“两个替代”, 即能源开发实施清洁替代, 以太阳能、风能、水能等清洁能源替代化石能源;能源消费实施电能替代, 以电代煤、以电代油、以电代气、电从远方来、来的是清洁发电, 根本解决对化石能源的依赖以及碳排放等世界难题。“一个回归”, 即化石能源回归其基本属性, 主要作为工业原料和材料使用, 为经济社会发展创造更大价值。 (单位原油作为原材料创造的经济价值是用作燃料时的1.6倍) 。“一个提高”, 即提高电气化水平, 增大电能在能源消费中的比重, 在保障用能需求前提下降低能源消费量。 (电力产生的经济价值相当于等当量煤炭的17.3倍、石油的3.2倍, 电能占终端能源比重每提高1个百分点, 能源强度下降3.7%) 。

构建全球能源互联网是实施“两个替代”的关键。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大规模开发、输送、使用的基础平台。实质就是“智能电网+特高压电网+清洁能源”。智能电网是基础, 特高压电网是关键, 清洁能源是根本。全球清洁能源资源十分丰富, 仅开发万分之五就可满足全球能源需求。但全球清洁能源分布不均衡, 清洁能源富集地区大都远离负荷中心, 需要远距离输电, 在更大范围优化配置。同时, 风电、光伏发电具有间歇性、波动性, 只有融入大电网才能实现大发展。这就决定了只有构建全球能源互联网, 才能实现清洁能源高效开发利用, 保障能源安全、清洁、可持续供应。

构建全球能源互联网的条件基本具备。技术上, 特高压、智能电网等关键技术日趋成熟。±1100千伏特高压直流输电距离可达6000公里以上、输送能力达到1200万到1500万千瓦。经济上, 清洁能源发电经济性快速提升。随着技术进步, 2025年前风电和光伏发电竞争力将全面超过化石能源。政治上, 《巴黎协定》已于2016年11月4日正式生效, 为全球能源互联网发展创造了良好政治环境。实践上, 中国已建成“六交七直”13个特高压工程, 在建“两交七直”9个特高压工程, 已投运和正在建设的特高压线路长度、变电容量分别达3.5万公里、3.6亿千伏安。依托中国能源互联网, 中国水电、风电、太阳能发电装机分别达3.3亿、1.5亿、0.8亿千瓦, 均居世界第一。

面向未来, 全球能源互联网发展前景广阔。总体可分为国内互联、洲内互联、洲际互联三个阶段。到2050年, 基本建成全球能源互联网。届时, 全球清洁能源比重达到80%以上, 二氧化碳排放仅为1990年的一半左右, 能够实现全球温升控制在2℃以内的目标。

构建全球能源互联网, 能够促进清洁能源大规模开发使用;能够利用时区差、季节差、电价差, 获得巨大联网效益;能够将资源优势转化为经济优势, 为世界经济发展创造新机遇、注入新动能。

亚洲能源互联网的构建和意义

从全球看, 亚洲能源问题更突出, 加快能源变革更紧迫。一是能源消费总量大、增长快、需求旺。2000~2015年, 亚洲能源消费从36亿吨增长到75亿吨标准煤, 年均增长5.1%, 比全球平均增速高2.8个百分点。目前, 亚洲年人均用能为1.8吨标准煤, 仅为OECD国家的30%。预计到2050年, 亚洲能源需求总量还将翻一番, 达到158亿吨标准煤。二是能源环境问题十分突出。亚洲能源消费煤炭占比高达53%, 比世界平均水平高出24个百分点。

以煤为主的能源结构导致亚洲大气污染和碳排放居高不下, 二氧化硫、氮氧化物、PM2.5和二氧化碳排放分别占世界的49%、39%、59%和54%。三是保障民生用能面临巨大挑战。目前, 亚洲还有5亿多人口用不上电, 占全球无电人口的43%。四是对外依存度高。

推进亚洲能源变革, 关键要大规模开发、大范围配置清洁能源。亚洲水能、风能、太阳能可开发量分别达到7万亿、160万亿、240万亿千瓦时。

水能资源主要集中在中国西南, 俄罗斯远东, 印度、缅甸北部, 东南亚湄公河流域;风能资源主要集中在中国“三北” (西北、东北和华北北部) 、俄罗斯环北冰洋沿岸、蒙古和哈萨克斯坦南部等地区;太阳能资源主要集中在中国西部北部、蒙古中南部、中亚、西亚等地区。

东北亚的中国、日本、韩国, 南亚的印度、巴基斯坦和东南亚的泰国是亚洲重要的能源消费中心, 用电量占亚洲80%。亚洲清洁能源资源与需求逆向分布的特征, 决定了构建亚洲能源互联网, 是推动能源变革、实现清洁发展的必由之路。

构建亚洲能源互联网的总体思路是:形成由中国、东北亚、东南亚、南亚、中亚、西亚六大电网组成的“1+5”联网格局;加快开发中国北部、蒙古、俄罗斯清洁能源, 向中国东部、韩国、日本送电, 实现东北亚电力联网;加快推进南亚、东南亚电网建设和区域内电力互联, 接受中国、中亚、西亚等地区的清洁能源, 满足印度、巴基斯坦、孟加拉以及东南亚国家的电力需求。依托亚洲能源互联网, 到2030年, 亚洲清洁能源装机容量将占总装机容量的40%以上。分区域看:

中亚:哈萨克斯坦等国家清洁能源丰富, 风能、太阳能技术可开发量分别达3万亿千瓦时/年和20万亿千瓦时/年, 适合建设大型风电和太阳能发电基地, 以风光火打捆方式送电中国、南亚和东南亚地区。

西亚:太阳能资源非常优质, 年平均利用小时数超过2000小时, 并且荒漠面积大, 适合建设大型太阳能发电基地, 东送南亚, 西送欧洲。依托太阳能资源大规模开发, 西亚可以实现从化石能源基地向清洁能源基地转型。

南亚:年人均用电量不到全球平均水平的1/4, 有3.6亿人没有用上电。预计2030年最大负荷将达5.2亿千瓦, 增长170%, 依靠区域内清洁能源无法实现平衡, 2030年电力缺口将达到1.3亿千瓦。需要受入中国、中亚和西亚电力, 解决日益紧张的缺电问题。

东南亚:年人均用电量只有全球平均水平的60%, 有1亿人没有用上电。预计2030年最大负荷将超过1.7亿千瓦, 增长80%。受诸多因素制约, 本地水能资源在近期难以大规模开发, 区域内电力自我平衡十分困难, 需要从周边地区受入电力。

东北亚:韩国和日本是能源消费中心, 且化石能源对外依存度高。适应碳减排和电动汽车发展需要, 预计到2030年用电量还将分别增长50%和25%以上。但国内清洁能源潜力有限, 需要受入蒙古、中国和俄罗斯清洁电力。

中国联接东北亚、东南亚、南亚、中亚等地区, 电源装机、用电负荷和电网规模都很大, 在亚洲能源互联网中将发挥枢纽和平台作用。向北可以消纳蒙古、俄罗斯乃至北极地区的电力, 向西可以承接中亚富余电力, 向南可以向南亚、东南亚国家输电。

构建互联互通的亚洲能源互联网, 意义重大。一是推动亚洲能源变革。大规模开发清洁能源, 并在更大范围进行优化配置, 能够加快实现亚洲清洁发展目标, 带动世界能源转型。

二是保障人人享有可持续能源。通过接收中亚、西亚和中国的电力, 能够显著提高南亚和东南亚电力保障能力, 大幅减少无电人口, 提高用能水平。三是促进经济一体化。通过电网互联和电力贸易, 增进亚洲各国经贸联系, 为亚洲创造有利的经济发展和地缘政治环境, 带动区域经济协调发展。

推进亚洲电网互联的总体构想和优先项目

目前, 亚洲发电装机容量约30亿千瓦, 占全球总装机的48%, 其中清洁能源装机超过6亿千瓦, 占全球的40%;人均装机为0.75千瓦, 年人均用电量为2032千瓦时, 分别为世界平均水平的88%、67%, 仅相当于OECD国家的1/3、1/4;220千伏及以上输电线路长度超过150万公里, 相当于全球的60%。在跨国联网方面, 与欧洲、北美已经形成洲内联网格局相比, 亚洲明显滞后, 国家之间电网互联严重不足, 没有形成统一的亚洲电网。

从亚洲的资源特性和电网现状看, 亚洲能源系统变革的关键, 是要加快推进各国的电网互联和跨国能源通道建设。总体构想是:以清洁能源开发为重点, 以特高压交、直流输电和智能电网技术为支撑, 加快推进亚洲各国电网互联, 打造绿色低碳、安全可靠、灵活互济的清洁能源大范围配置平台, 以清洁和绿色方式满足亚洲电力需求。