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专家对话之刘振亚|加快能源互联网建设和三网融合发展

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摘要: 专家对话之刘振亚|加快能源互联网建设和三网融合发展

能源是经济社会发展的重要物质基础。人类对能源的利用,曾经历从薪柴到煤炭再到油气的两次转型。每一次的能源更替,都伴随生产力的巨大飞跃和人类文明的重大进步。

而今,人类再一次站在了如何从地球汲取生命之源的十字路口。面对这一关键抉择,中国提出的构建全球能源互联网方案,正得到包括联合国在内越来越多的国际组织和国家的认同。

6月18日上午,2021世界工业与能源互联网暨国际工业装备博览会在常州举行,全球能源互联网发展合作组织主席、瑞典皇家工程科学院院士、英国皇家工程院院士、德国国家工程院院士刘振亚出席开幕式和主峰会并发表主旨演讲,强调加快能源互联网建设和三网融合发展,打造经济社会高质量发展新引擎。

特高压输电打通能源堵点

能源动脉堵点何在?

我国化石能源资源禀赋先天不足——富煤、贫油、少气,给能源安全和可持续发展带来严峻挑战。煤电装机过剩,目前我国煤电装机超过10.8亿千瓦,占全球一半。年平均利用小时数仅4300小时,2亿千瓦装机相当于无效投资。

碳排放量大,碳排放总量和强度“双高”,年碳排放量占全球的28%,人均碳排放量比世界平均水平高46%。油气受制于人,石油、天然气对外依存度分别达72%、43%,保障油气安全压力巨大。

在资源现实、绿色发展、能源安全的多重约束下,我国以化石能源为主的能源生产和消费方式亟待调整,发展清洁能源成为核心选项。我国清洁能源资源丰富,但70%左右的电力消费集中在东中部地区,而清洁能源富集之地,因无力消纳本地清洁能源,只能“三弃”——弃水、弃光、弃风。

造成“三弃”的原因在于,我国大型能源基地与东中部地区的复合中心,相距大多在1000公里以上,有的甚至达到3000公里,大大超出传统超高压输电线路的经济输送距离。

显然,清洁能源要想更好发力,迫切需要建设远距离、大容量、低损耗的外送通道。

刘振亚说,特高压输电技术恰逢其时。这是交流1000千伏、直流±800千伏及以上电压等级的输电技术。其最远输电距离可超过5000公里,同时由于电压超高,特高压远距离输电的沿途损耗极低。

特高压输电是世界级技术难题。我国从上世纪80年代中期开始特高压技术的部分前期研究与试验,2005年正式启动工程可行性研究,依靠自主创新,最终实现了技术、设备、标准和工程的全面突破,后发赶超,成为目前全球唯一掌握特高压核心技术和全套装备制造能力并将其投入商业化运营的国家。

特高压电网正在我国快速发展,建成投运“十四交十六直”30个特高压工程,建设世界上规模最大、配置能力最强的特高压交直流混合电网,在全球能源互联网建设中发挥了示范和引领作用。

在某种意义上,这是我国实施能源战略转型的一把钥匙——特高压输电距离可远至5000公里,理论上无论能源来自我国何处,也无论能源以何种形式存在,只要能转换成电能,就均可经由特高压电网,输送到全国。

建设中国能源互联网

实现碳减排“三步走”

“加快推进清洁替代和电能替代,彻底摆脱化石能源依赖。”刘振亚表示,碳排放问题的根源是化石能源大量开发和使用,治本之策是转变能源发展方式。而建设中国能源互联网,加快推进“两个替代”是实现我国碳达峰、碳中和的根本途径。

“两个替代”即能源开发清洁替代和能源消费电能替代。其中,清洁替代就是在能源生产环节以太阳能、风能、水能等清洁能源替代化石能源发电,加快形成清洁能源为主的能源供应体系,以清洁和绿色方式满足用能需求。电能替代就是在能源消费环节以电代煤、以电代油、以电代气、以电代柴,用的是清洁发电,加快形成电为中心的能源消费体系,让能源使用更绿色、更高效、更经济。

依托特高压构建中国能源互联网,对实现碳达峰、碳中和具有全局性作用,优势显著、效益巨大。一是见效快。二是成本低。三是综合价值大。

也正是基于此,刘振亚表示,加快发展特高压电网是构建中国能源互联网的关键,对于实现碳达峰、碳中和目标至关重要。推动能源资源远距离输送和全国范围配置,是加快清洁能源开发和清洁电力消纳,实现“两个替代”的必由之路。

依托特高压电网,目前我国跨区跨省电力配置能力超过1.4亿千瓦,清洁能源装机达到9.3亿千瓦,水电、风电、光伏发电装机均居世界首位,每年替代电煤约8亿吨,减排二氧化碳15亿吨、大气污染物800万吨。

“以特高压引领中国能源互联网建设,推动我国碳减排总体分三个阶段。”刘振亚指出,第一阶段尽早达峰(2030年前)。重点是加快推进西部、北部清洁能源基地及特高压外送通道和“三华”同步电网建设,压控煤炭消费总量和油气消费增速,大力提升能源效率,推动化石能源消费达峰,主要以清洁能源满足新增能源需求。2025年电力率先实现碳达峰,峰值45亿吨;2028年能源和全社会实现碳达峰,峰值分别为102亿、109亿吨。

第二阶段加速脱碳(2030~2050年)。重点是全面建成中国能源互联网,形成东部、西部两个特高压同步电网,深入推进清洁替代和电能替代,全面带动产业结构调整和经济转型升级。2050年电力实现近零排放,能源和全社会碳排放分别降至18亿、14亿吨,相比峰值下降80%、90%。

第三阶段全面中和(2050~2060年)。重点是进一步发挥中国能源互联网的平台作用,推动各行业各领域深度脱碳,结合自然碳汇、碳移除等措施,解决碳中和“最后一公里”难题。力争2055年左右全社会碳排放净零,实现2060年前碳中和目标。

三网融合

助力常州打造基础设施“升级版”

能源网、交通网、信息网是重要的网络型经济基础设施。在经济社会发展中发挥着基础、引进和保障作用,犹如人的血管、四肢、神经系统,各有分工又是有机整体。

刘振亚认为,三网融合实质是能源网、交通网、信息网由条块分割的各自发展转变为集成共享的融合发展,实现能源流、人流、物流、信息流协同优化,是更具资源配置力、产业带动力、价值创造力的综合基础设施网络,是基础设施高级形态。

“三网融合是技术创新的必然结果。”刘振亚说,特高压、智能电网等能源技术日趋成熟,物联网、大数据等信息技术广泛应用,电气化高速铁路、电动汽车等交通技术蓬勃兴起,为三网融合发展奠定了技术基础。依靠技术创新,能源网、信息网、交通网已进入大范围互联互通的发展阶段。

“推进三网融合发展,江苏和常州基础雄厚、大有可为。”在刘振亚看来,三网融合将助力江苏和常州打造基础设施升级版。近年来江苏能源交通信息基础设施快速发展,特高压电网建设稳步推进,高铁骨干网架基本形成,5G实现全省覆盖。

在此基础上,常州市进一步开展三网统筹规划、协同建设和运营,能够有效降低成本、提高效率,以更少的投入获得更大的产出,让基础设施发挥更安全、更绿色、更高效。

此外,三网融合为常州市的产业升级带来新的机遇。常州作为江苏的制造重镇。从能源互联网看,常州是国内最大的特高压输变电设备制造基地,也是全球领先的太阳能光伏生产基地,苏文电能“一站式”用电服务行业领先,万帮充电成为亚洲新能源独角兽,天合光能领航能源互联网行业,成功登陆科创板。前不久,工信部公布的“5G+工业互联网”首批5大重点行业和10大应用场景,均已在常州展现出现实模样。

刘振亚指出,推进三网融合发展对于常州产业的发展有巨大的综合价值。首先是推动能源、信息、交通从传统产业形态向绿色低碳能源、新一代信息通信、高速电气化交通产业的升级发展;同时,发挥三网互联互通和聚合效应,能够促进制造业创新发展,从传统机械制造向现代智能制造转型升级。此外,三网领域的创新发展,有利于企业加快走出去,为世界能源转型和可持续发展提供成熟技术和成功经验。

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