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中国正大力投资可再生能源电动汽车等应用 推进全球能源互联网建设

2018-08-31 10:47:49 中国经济报告

“全球能源互联网”的范例显示出我们可以利用现有的技术,包括电网互联和扩容、智能电网和特高压,加速可再生能源技术的应用,从而提高能源效率,使清洁能源比以往任何时候都更加实惠

目前全球经济力量正在重新平衡,由第二次世界大战塑造的世界格局已经被改变。面对日趋多元化的世界格局和各地区愈加紧密的经济联系,促进世界发展的根源应在可持续发展。要实现可持续发展,需要世界各国共同努力,消除发展障碍,推动全球发展,增进各国人民福祉。

现在,中国为实现《巴黎协定》的目标,提出了宏伟的计划。《巴黎协定》指出,各国将加强对气候变化威胁的全球应对,把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2℃之内,并为把升温控制在1.5℃之内而努力。上述目标的实现主要依靠世界主要能源来源的转型,从碳基化石燃料(煤炭、石油和天然气)转移到可再生的零碳能源(风能、太阳能、水能、地热、海洋能、生物质能)以及核能来实现。中国的“全球能源互联网”(GlobalEnergy Interconnection,简称GEI)倡议及行动计划,为实现这一能源转型目标,描绘了一个激动人心的愿景。

不缺化石能源,缺的是碳预算

鲜有政府对这一转型的规模具备充分的认识。气候学家经常提到“碳预算”,也就是人类未来几年可以排放的二氧化碳总量,要符合将全球变暖控制在2℃以内的规则。

根据挪威国际气候研究中心(CICERO)估算,从工业化革命之初的1850年到2017年这167年间,人类的化石能源消费大约已经排放了21000亿吨二氧化碳。在此基础上,只要再增加排放1500亿吨的二氧化碳,全球平均温度就会比1861-1880年的平均温度增加1.5℃。按照目前的排放规模(每年400亿吨二氧化碳排放),只要4年就会净增1500亿吨的碳排放。考虑到气候系统的惯性,预计最迟10年内全球平均升温就将超过1.5℃。

如果以升温2℃为限,那么人类剩余的碳排放预算也仅剩下8000亿吨。按照每年400亿吨的排放水平,大约20年内就将耗尽我们的碳预算。而按照现有的化石能源开采规模而言,如果将其全部燃烧的话,将排放10000亿吨二氧化碳。这意味着必须在本世纪中叶甚至更早就要淘汰化石燃料,并彻底转向零碳排放的主要能源。

这就意味着,热电厂需要被逐步淘汰,取而代之的是用其他零碳能源来发电。燃油车也需要逐步用电动汽车代替。今天的船舶、重型卡车和飞机也全都依赖石油产品;未来,它们需要使用以再生二氧化碳和可再生能源制造的合成燃料或氢燃料。今天的工业生产,如为钢铁制造提供动力的化石燃料,也必须由清洁电力来取代。简而言之,就是需要大规模使用零碳能源发电,尤其是风能和太阳能等形式的可再生能源。

可再生能源的间歇性

全世界有足够的零碳能源来推动全球经济的发展,事实上,零碳能源可以推动增长的全球经济规模远大于现在。关键的一步是,要向有需求的人口中心提供零碳能源。中国的宏伟愿景就在这里呈现。

近年来,中国国内一直面临能源转型挑战。中国最好的可再生能源供应(尤其是风能和太阳能)均位于西部,而大部分人口和能源需求均集中在东部沿海地区。中国一直在通过建设一个以超高压(UHV)输电的大规模配电网来解决这一问题,这种输电方式输送容量大、送电距离长、线路损耗低、占用土地少。100万伏交流特高压输电线路输送电能的能力是50万伏超高压输电线路的5倍。所以有人这样比喻,超高压输电是“省级国道”,而特高压输电则是电力“高速公路”。

远距离的超高压输电既经济又高效,中国在这项技术的开发上已取得重大进展。现在,中国提出用一个超高压全球电网联通整个世界。与中国一样,全世界可再生能源丰富的地区(如日照和风力最强的地方)往往远离人们的居住地。例如,沙漠地区的太阳能资源丰富,偏远地区的风力发电潜能也往往最高(包括海上风电),流经无人山区的偏远河流具备巨大的水能潜力。

中国提出建设一个全球联通的能源电网,其背后的逻辑在于可再生能源具有间歇性的特点。太阳只在白天照耀,而即使是在白天,浮云也会对抵达光伏板的太阳能造成影响。同样,风力的强度也会不断起伏。如果能将这些间歇性能源连接在一起,就可以实现平滑能源波动的目标。当云层影响某个地区的太阳能时,人们可以用来自其他地区的太阳能或风能来发电。

构建全球能源互联网

怀着雄心壮志,中国已经创建了一个令人惊叹的组织——全球能源互联网发展与合作组织(GlobalEnergy Interconnection Development and Cooperation Organization,简称GEIDCO)。其宗旨是“推动构建全球能源互联网,以清洁和绿色方式满足全球电力需求”,目的是将国家政府、电网运营商、学术机构、发展银行和联合国机构联结到一起,启动建设全球可再生能源电网。在2018年3月举行的全球会议上,来自世界30多个国家和地区的嘉宾围绕“全球能源互联网——从中国倡议走向世界行动”,共商全球能源互联网发展大计,以实现全球清洁能源互联的愿景。

全球能源互联网发展与合作组织正在加紧对几项关键技术的研发,如大规模储能、超导输电以及利用人工智能来管理大规模互联电网系统。全球能源互联网发展与合作组织也提出了全新的国际技术标准,目的是让各国电网能在全球系统中实现无缝互联。中国正大力投资于低成本可再生能源发电项目的研发,如先进的光伏发电和高性能电动汽车等终端应用。

“全球能源互联网”的范例显示出我们可以利用现有的技术,包括电网互联和扩容、智能电网和特高压技术,来加速可再生能源技术的推广应用,提高能源效率,并且使清洁能源比以往任何时候都更加实惠。

美国和欧盟同样应参与解决能源问题,两者均应与中国和其他国家合作,以加速实现向零碳能源的转型。令人遗憾的是,在美国总统特朗普的领导下,美国政府及其监管机构受到了化石燃料游说团体的严重影响;欧盟仍在与其产煤成员国,就何时以何种方式淘汰煤炭产能而争论不休。

因此,中国提议的以可再生能源、超高压输电和人工智能电网为基础的“全球能源互联网”,是所有国家政府为实现《巴黎协定》目标所采取的政策中最大胆和最激动人心的全球性举措。我们这代人正面临规模空前的能源大转型,而这个战略是切合时宜的。

目标的实现需要全球各地区的共同努力,中国作为人口大国和经济大国,有义务也有能力扮演更重要的角色,通过建设更加科学的能源系统、发展科学农业、研发智能绿色科技、提升公众认知、发展教育等方式促进可持续发展。

(作者为哥伦比亚大学教授,“休克疗法”之父。王艺璇译)



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责任编辑: 李颖

标签: 中国 可再生能源 能源互联网

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