《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》以全球視角研究了世界能源可持續(xù)發(fā)展的重大戰(zhàn)略問題和解決方案。分析了全球化石能源和清潔能源分布及發(fā)展現(xiàn)狀,揭示了世界能源發(fā)展面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn),剖析了清潔替代和電能替代的能源發(fā)展趨勢。提出了以全球性、歷史性、差異性、開放性立場研究解決能源問題的全球能源觀,進而闡述了構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)能源可持續(xù)發(fā)展的總體思路。在分析能源電力供需、一極一道等大型能源基地開發(fā)的基礎(chǔ)上,對全球能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建方案、實施路徑、技術(shù)創(chuàng)新以及工程實踐進行了系統(tǒng)論述,展望了全球能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景。
能源是經(jīng)濟社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。人類對能源的利用,從薪柴到煤炭、石油、天然氣等化石能源,再到水能、風(fēng)能、太陽能等清潔能源發(fā)電,每一次變遷都伴隨著生產(chǎn)力的巨大飛躍和人類文明的重大進步。能源作為現(xiàn)代化的基礎(chǔ)和動力,關(guān)系國計民生、關(guān)系人類福祉。以新一輪能源變革為契機,加快建立安全可靠、經(jīng)濟高效、清潔環(huán)保的現(xiàn)代能源供應(yīng)體系,成為世界各國共同的戰(zhàn)略目標(biāo)。
自工業(yè)化以來的近三百年間,世界能源工業(yè)飛速發(fā)展,有力支撐了全球經(jīng)濟與社會發(fā)展。在這個過程中,傳統(tǒng)化石能源的大量開發(fā)使用導(dǎo)致資源緊張、環(huán)境污染、氣候變化等問題日益突出,嚴(yán)重威脅人類生存和可持續(xù)發(fā)展。全球化石能源資源有限,能源資源與能源消費分布不均衡,能源開發(fā)越來越向少數(shù)國家和地區(qū)集中,一些資源匱乏國家能源對外依存度不斷提高,能源安全問題十分嚴(yán)峻。同時,大量化石能源在生產(chǎn)、運輸、使用的各環(huán)節(jié)對空氣、水、土壤等造成嚴(yán)重污染和破壞,化石能源燃燒產(chǎn)生的二氧化碳已經(jīng)成為導(dǎo)致全球氣候變暖、冰川消融、海平面上升的重要因素。未來,隨著全球經(jīng)濟增長和世界人口增加,能源需求將持續(xù)增長,建立在化石能源基礎(chǔ)上的傳統(tǒng)能源發(fā)展方式已難以為繼。
統(tǒng)籌解決能源和環(huán)境問題,破解經(jīng)濟社會發(fā)展瓶頸,已經(jīng)變得十分緊迫。全球清潔能源資源豐富,水能資源超過100億千瓦,陸地風(fēng)能資源超過1萬億千瓦,太陽能資源超過100萬億千瓦,遠遠超過人類社會全部能源需求。21世紀(jì)以來,以電為中心、清潔化為特征的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整加快推進,風(fēng)能、太陽能等新能源的大規(guī)模開發(fā)利用成為世界主要國家的共同選擇。隨著技術(shù)進步和新材料應(yīng)用,風(fēng)能、太陽能、海洋能等清潔能源開發(fā)效率不斷提高,技術(shù)經(jīng)濟性和市場競爭力逐步增強,完全有可能成為世界主導(dǎo)能源。絕大部分清潔能源只有轉(zhuǎn)化為電能才能夠高效利用。而電能作為優(yōu)質(zhì)、清潔、高效的二次能源,能夠替代絕大多數(shù)能源需求,是未來最重要的終端能源。從世界能源發(fā)展趨勢和資源稟賦特征看,實施以清潔替代和電能替代為主要內(nèi)容的兩個替代是世界能源可持續(xù)發(fā)展的重要方向。
兩個替代是對傳統(tǒng)能源生產(chǎn)消費方式和理念的根本性變革。這要求我們樹立全球能源觀,以全球視野、歷史視角、前瞻思維、系統(tǒng)方法研究能源問題,加快構(gòu)建全球能源互聯(lián)
網(wǎng),促進清潔能源大規(guī)模開發(fā)、大范圍配置、高效率利用,實現(xiàn)能源與政治、經(jīng)濟、社會、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展,保障能源安全、清潔、高效、可持續(xù)供應(yīng)。全球能源互聯(lián)網(wǎng)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架,以輸送清潔能源為主導(dǎo),連接大型清潔能源基地以及各種分布式電源,將清潔能源輸送到各類用戶,是服務(wù)范圍廣、配置能力強、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置平臺。依托全球能源互聯(lián)網(wǎng),在能源開發(fā)上實施清潔替代,以清潔能源替代化石能源,走低碳綠色發(fā)展道路,實現(xiàn)化石能源為主向清潔能源為主轉(zhuǎn)變;在能源消費上實施電能替代,以電代煤、以電代油,推廣應(yīng)用電鍋爐、電采暖、電制冷、電炊具和電動交通等,提高電能在終端能源消費中的比重,從根本上解決化石能源污染和溫室氣體排放問題。全球能源互聯(lián)網(wǎng)是實施兩個替代的關(guān)鍵,是保障全球清潔能源高效開發(fā)、讓人人享有可靠能源供應(yīng)的重要平臺,將帶來能源發(fā)展戰(zhàn)略、發(fā)展路線、結(jié)構(gòu)布局、生產(chǎn)和消費方式以及能源技術(shù)等全方位調(diào)整!度蚰茉椿ヂ(lián)網(wǎng)》基于全球能源觀,分析了世界能源發(fā)展現(xiàn)狀、挑戰(zhàn)和實施兩個替代的必然
趨勢,在預(yù)測未來全球能源電力供需基礎(chǔ)上,提出了依托特高壓交直流和智能電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展全球能源互聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略思路、總體目標(biāo)、基本格局、構(gòu)建方式和發(fā)展路徑,為推動世界能源安全、清潔、高效、可持續(xù)發(fā)展提供了全新的解決方案。
《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》共分為八章:
第一章分析全球能源資源分布和發(fā)展現(xiàn)狀,總結(jié)當(dāng)前世界能源發(fā)展所面臨的主要挑戰(zhàn)。
第二章介紹世界風(fēng)電和太陽能發(fā)電發(fā)展趨勢,闡述兩個替代的必然性及其在能源革命中的重要地位。
第三章探討世界能源發(fā)展規(guī)律,提出全球能源觀發(fā)展理念,明確要堅持以全球性、歷史性、差異性、開放性的立場研究和解決全球能源問題。
第四章分析能源電力供需主要影響因素,預(yù)測全球能源電力需求總量和結(jié)構(gòu),提出未來全球能源開發(fā)重點和布局,對全球電力供需和全球電力流進行了展望。
第五章闡述全球能源互聯(lián)網(wǎng)與堅強智能電網(wǎng)的內(nèi)在聯(lián)系,提出構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)想和框架,研究了跨洲特高壓骨干網(wǎng)架、洲內(nèi)跨國互聯(lián)電網(wǎng)、國家泛在智能電網(wǎng)建設(shè)方案,探討了全球能源互聯(lián)網(wǎng)的合作機制,并初步評估了全球能源互聯(lián)網(wǎng)的綜合效益。
第六章闡述全球能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新的重要性和重點領(lǐng)域,著重介紹電源、電網(wǎng)、儲能和信息通信等技術(shù)領(lǐng)域的最新進展、發(fā)展方向和應(yīng)用前景。
第七章介紹全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究和實踐基礎(chǔ),重點總結(jié)國內(nèi)外在特高壓、智能電網(wǎng)、清潔能源、大電網(wǎng)互聯(lián)領(lǐng)域的技術(shù)研究、標(biāo)準(zhǔn)制定、規(guī)劃編制和工程建設(shè)情況。
第八章從能源、經(jīng)濟、社會、文明四個維度,展望全球能源互聯(lián)網(wǎng)對未來世界的重大影響和推動作用。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)是既利當(dāng)前又利長遠的重大基礎(chǔ)設(shè)施,對世界能源可持續(xù)發(fā)展能夠發(fā)揮全局性、戰(zhàn)略性引領(lǐng)作用,符合全人類的共同利益。未來幾十年將是全球能源互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的關(guān)鍵時期,需要各國政府、國際組織、社會團體和能源企業(yè)積極參與,加強理論研究、理念傳播、技術(shù)攻關(guān)和國際合作,共同推動全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè),更好地支撐經(jīng)濟社會發(fā)展。
《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》所論述的全球能源互聯(lián)網(wǎng)等理念和發(fā)展思路,是基于作者多年來對中國和世界能源電力發(fā)展戰(zhàn)略問題的思考,特別是結(jié)合了中國特高壓發(fā)展成功實踐,同時參考了國內(nèi)外一些專家學(xué)者和組織機構(gòu)的著述,希望能夠?qū)κ澜缒茉磻?zhàn)略研究和政策制定有所幫助。
劉振亞 教授級高級工程師。作者長期從事電力與能源工作,已出版有《中國電力與能源》、《特高壓交直流電網(wǎng)》、《特高壓電網(wǎng)》、《智能電網(wǎng)技術(shù)》等。
前言
第一章 全球能源發(fā)展現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)
第一節(jié) 全球能源發(fā)展現(xiàn)狀
一、基本概況
二、化石能源
三、清潔能源
四、一極一道能源開發(fā)
五、電力發(fā)展
第二節(jié) 全球能源發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)
一、能源供應(yīng)面臨的挑戰(zhàn)
二、能源環(huán)境面臨的挑戰(zhàn)
三、能源配置面臨的挑戰(zhàn)
四、能源效率面臨的挑戰(zhàn)
小結(jié)
第二章 清潔替代與電能皆代
第一節(jié) 世界風(fēng)電和太陽能發(fā)電發(fā)展概況
一、風(fēng)電發(fā)展概況
二、太陽能發(fā)電發(fā)展概況
第二節(jié) 清潔替代
一、清潔替代的必然性
二、清潔替代的關(guān)鍵
第三節(jié) 電能替代
一、電能替代的必然性
二、電能替代的重點
第四節(jié) 兩個替代與能源革命
一、清潔替代與能源革命
二、電能替代與能源革命
小結(jié)
第三章 全球能源觀
第一節(jié) 能源發(fā)展規(guī)律
一、能源結(jié)構(gòu)從高碳向低碳方向發(fā)展
二、能源利用從低效向高效方向發(fā)展
三、能源配置從局部平衡向大范圍優(yōu)化方向發(fā)展
第二節(jié) 全球能源觀
一、基本內(nèi)涵
二、核心內(nèi)容
小結(jié)
第四章 全球能源電力供需
第一節(jié) 影響能源供需的主要因素
一、經(jīng)濟社會發(fā)展
二、能源資源稟賦
三、能源環(huán)境約束
四、能源技術(shù)進步
五、能源政策調(diào)控
第二節(jié) 全球能源需求
一、能源需求總量
二、能源需求結(jié)構(gòu)
三、能源需求分布
第三節(jié) 全球電力需求
一、電力需求總量
二、電力需求分布
第四節(jié) 未來全球能源開發(fā)格局
一、能源供應(yīng)總體情況
二、世界各大洲大型清潔能源基地
三、分布式能源開發(fā)
四、化石能源開發(fā)與利用
第五節(jié) 全球電力流
一、全球電力流布局思路和原則
二、全球電力供應(yīng)總體情況
三、世界各大洲電力供需平衡
四、全球電力流發(fā)展趨勢
小結(jié)
第五章 構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)
第一節(jié) 堅強智能電網(wǎng)與全球能源互聯(lián)網(wǎng)
一、堅強智能電網(wǎng)
二、全球能源互聯(lián)網(wǎng)
第二節(jié) 跨洲特高壓骨干網(wǎng)架
一、北極地區(qū)風(fēng)電外送通道
二、赤道地區(qū)太陽能發(fā)電外送通道
三、重點跨洲聯(lián)網(wǎng)通道及發(fā)展進程
第三節(jié) 洲內(nèi)跨國互聯(lián)電網(wǎng)
一、亞洲互聯(lián)電網(wǎng)
二、歐洲互聯(lián)電網(wǎng)
三、北美互聯(lián)電網(wǎng)
四、南美洲互聯(lián)電網(wǎng)
五、非洲互聯(lián)電網(wǎng)
第四節(jié) 國家泛在智能電網(wǎng)
一、電網(wǎng)網(wǎng)架建設(shè)
二、智能化發(fā)展
第五節(jié) 全球能源互聯(lián)網(wǎng)合作機制
一、組織機制
二、運行機制
三、市場機制
四、政策保障
第六節(jié) 全球能源互聯(lián)網(wǎng)綜合效益
一、環(huán)境效益
二、經(jīng)濟效益
三、社會效益
小結(jié)
第六章 全球能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新
第一節(jié) 全球能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新的方向和重點領(lǐng)域
一、技術(shù)創(chuàng)新的推動作用
二、技術(shù)創(chuàng)新的方向
三、技術(shù)創(chuàng)新的重點領(lǐng)域
第二節(jié) 電源技術(shù)
一、風(fēng)力發(fā)電技術(shù)
二、太陽能發(fā)電技術(shù)
三、海洋能發(fā)電技術(shù)
四、分布式電源技術(shù)
第三節(jié) 電網(wǎng)技術(shù)
一、特高壓輸電技術(shù)和裝備
二、海底電纜技術(shù)
三、超導(dǎo)輸電技術(shù)
四、直流電網(wǎng)技術(shù)
五、微電網(wǎng)技術(shù)
六、大電網(wǎng)運行控制技術(shù)
第四節(jié) 儲能技術(shù)
一、最新技術(shù)進展
二、發(fā)展方向和前景
三、前沿技術(shù)展望
第五節(jié) 信息通信技術(shù)
一、最新技術(shù)進展
二、發(fā)展方向和前景
小結(jié)
第七章 全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究和實踐基礎(chǔ)
第一節(jié) 中國實踐
一、技術(shù)創(chuàng)新
二、標(biāo)準(zhǔn)制定
三、戰(zhàn)略規(guī)劃
四、工程建設(shè)
第二節(jié) 國際實踐
一、特高壓發(fā)展
二、智能電網(wǎng)發(fā)展
三、清潔能源發(fā)展
四、世界互聯(lián)電網(wǎng)發(fā)展
小結(jié)
第八章 全球能源互聯(lián)網(wǎng)改變世界
第一節(jié) 構(gòu)筑能源發(fā)展新格局
一、突破資源約束,人人享有充足清潔能源
二、突破時空約束,清潔能源實現(xiàn)高效利用
三、突破環(huán)境約束,清潔能源成為主導(dǎo)能源
第二節(jié) 激發(fā)經(jīng)濟增長新活力
一、增強發(fā)展動力,全面提升經(jīng)濟質(zhì)量
二、釋放創(chuàng)新紅利,帶動新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展
三、推動合作共贏,促進世界經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展
第三節(jié) 創(chuàng)造社會美好新生活
一、改變公眾生活,提升人類發(fā)展水平
二、推動社會變革,構(gòu)建高效社會形態(tài)
三、改善自然環(huán)境,實現(xiàn)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展
第四節(jié) 開啟人類文明新篇章
一、推動政治和諧,促進世界和平
二、推動環(huán)境和諧,促進生態(tài)文明
三、推動人類和諧,促進文明升級
小結(jié)
內(nèi)容索引
參考文獻
后記