智能電網美國、歐盟等發達國家的國策。全球金融危機催生了智能電網,未發生金融危機時,虛擬經濟的繁榮模糊了實體經濟與能源資源和生態環境間存在的一系列尖銳矛盾,電力的變革顯得既不重要,又不緊迫,也不可能。智能電網對發達國家經濟復蘇、重塑競爭力將起重要作用,但其意義絕非僅僅是應對當前全球金融危機的權宜之計。
國際智能電網背景
在世界綠色產業革命的大環境下,二十多年來,世界發達國家在政府主導下,提出了一系列有關電力發展的戰略規劃。先期重點在發電方面并取得了很多積極成果,如美國先后提出了CCT《清潔煤發展計劃》、CCPI《清潔煤創新發展計劃》、FUTURE GEN重大示范項目計劃等等。
2003年美國政府在《電網2030》規劃中首先較完整提出了智能電網的戰略構思,“智能”是手段為其戰略構思宗旨、目的服務,其后進行了大量的技術研究、工業示范、社會試點直至局部商業化運營,現己成為美國政府的重要國策。
2005年歐盟將智能電網上升到國家戰略地位開展研究。美國能源部關于智能電網定義表述為:智能電網是采用先進的傳感技術、通信技術和控制技術來保證更為高效、經濟和安全地發電、輸電和供電的現代電網,它集成了從發電、輸電和配電以及用電設備領域的大量有益于社會的創新技術和手段,以滿足不斷變化的未來社會需求。
智能電網戰略宗旨、核心、技術管理措施的提出和實施標志著世界電力發展進入了一個新的歷史階段。美國的“統一智能電網”、歐盟的“超級智能電網”都是一種形象性稱呼,之所以得到世界認可,并不是因為它的稱呼,而是因為它的戰略構思內容符合當今能源變革的宗旨、目的并已局部證實能起到實效。
因國情和電力發展階段不同,各國智能電網定義、內含、重點會有所區別,但其“安全、經濟、高效、清潔、低碳的變革宗旨、核心應是相同的,采用先進傳感、通信、控制技術,數字化管理、智能化決策、互動化交易等技術管理措施特點是相同的,可以認為當今智能電網戰略宗旨、核心、技術管理措施的提出和實施標志著世界電力發展進入了一個新的歷史階段。智能電網與傳統電網都必須遵循電力的基本規律,都含有不受時間限制的相同基本理念,它們的核心、基本形態、關鍵技術有相同、更有不同之處。
歐美發達國家提出的智能電網戰略重點在供用電側,包括接納可再生能源、需求側的智能管理、雙向互動等,和更大范圍的高壓聯網,它符合歐美發達國家實際國情、電力發展階段以及基礎現狀。
從中國具體國情看,在中國稱為“智能電力系統”戰略更為確切,只有發、輸、供、用全方位的變革、創新、發展才能真正達到電力變革的宗旨、目的,這四方面變革、創新、發展是互相關聯、互相促進,需要協調有序的推進,任何方面過度超前或滯后,都會嚴重影響中國電力發展進程。從廣義電網概念,以高效、低碳為核心的電力變革、創新以及國際上容易認知角度看,可以稱為智能電網戰略,與以往稱為電力發展規劃相比,也更具有時代特征。
中國智能電網戰略研究應包括發、輸、供、用四個方面變革、創新、發展。與發達國家不同的國情和電力發展階段要考慮在其中,如中國未來二、三十年中仍要以較快電力發展滿足需求增長,能源資源包括可再生能源與需求地域分布不均衡,煤電為主的電力結構長期存在等。與發達國家不同的基礎現狀也必須要考慮在其中,如中國一次能源消費結構優化調整,電源結構優化調整,分布式能源系統,傳統能源可持續發展研究,可再生能源應用基礎性研究等基礎水平還有相當差距。
中國智能電網戰略與認知程度和科學態度。 當今中國智能電網戰略正確制定和今后成功實施主要取決于我們的認知程度和實事求是的科學態度,沒有深刻認知就不可能把危及我們可持續發展的嚴峻挑戰轉變為我們的發展機遇,沒有實事求是的科學態度我們就不可能有正確的應對戰略。
世界能源、電力變革的必然性
世界能源深層次變革。 能源過去、現在和未來始終影響和改變著人類和世界的命運。由于世界上所有國家經濟社會發展對能源的依賴性,世界各國經濟發展和能源地域分布的不均勻性,全球化石能源資源的有限性,地球氣候變化對化石能源利用的限制性,加之全球經濟一體化、地緣政治條件、各國能源戰略安全和競爭態勢等相關的政治經濟因素,形成了當今世界圍繞著能源的種種錯綜復雜矛盾,而且日積月累越來越尖銳,對人類社會發展的可持續性提出了嚴重挑戰,從而醞釀并實際已經展開著世界“綠色產業革命”, 其核心為低碳經濟。
低碳經濟實質是高能源利用效率和清潔低碳能源結構,包括經濟發展模式變革、能源科技創新、制度創新、人們生活方式轉變以及人類生存發展觀念的根本轉變,這是人類歷史發展的必然,低碳經濟也已納入中國發展計劃的核心。去年秋天以來全球金融危機更集中引發了世界能源深層次變革。
全球化石能源資源有限性。 按BP2008年世界能源統計:全球化石燃料可開采煤炭133年,石油41年,天然氣60年,天然鈾資源按現耗用水平可供82年;中國煤炭可開采45年,石油11.3年,天然氣27.2年,天然鈾資源可供4000萬千瓦核電50-60年。按2009年中國能源蘭皮書指出:按當前能源需求水平,中國煤炭剩余儲量保證程度不足百年,石油不足15年,天然氣不足30年,如按2020年能源需求量估算,煤炭、石油、天然氣分別降為30年、5年、10年。
雖隨探明率提高和耗用水平變化,上述年限將會有所變化,但全球化石能源資源的有限性是顯而易見的。而可再生能源資源量大并取之不盡,僅中國陸地、海上風能的技術可開發容量達5億千瓦以上,中國屋頂太陽能利用按50%計算即可達2-3億千瓦,中國5%沙謨開發太陽能就可超過30億千瓦。但由于技術、經濟等各種原因,實際上很難短期取得大規模的應用,到本世紀中葉,經努力后估計全球可再生能源利用也只能達到世界一次能源耗用的30%-50%。總之,全球化石能源資源的有限性決定了世界能源變革的必然性和緊迫性。
(審核編輯: 智匯小新)
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