摘要：由于化石能源长期大规模的为限制开发，导致资源紧张、环境污染、气候变化成为当今世界各国面临的三大挑战。应对这些挑战的根本之策是转变过度依赖化石能源的发展方式，加快实施能源供应实施清洁替代和能源消费实施电能替代的“两个替代”， 构建全球能源互联网。本文对亚洲、欧洲、非洲、美洲的清洁能源资源和分布特点进行了分析，提出了跨国跨洲电网互联的设想。
关键词：全球能源互联网；清洁能源资源；供需；电网互联
引言
由于化石能源长期大规模的为限制开发，导致资源紧张、环境污染、气候变化成为当今世界各国面临的三大挑战。应对这些挑战的根本出路是推进全球能源变革转型，根本之策是尽快转变过度依赖化石能源的发展方式，加快实施能源供应实施清洁替代和能源消费实施电能替代的“两个替代”， 构建全球能源互联网。实施“两个替代”的关键是实施清洁能源的大规模开发和利用。由于全球清洁能源资源分布的不均衡性和风电、太阳能发电的随机性、间歇性特点，大规模开发利用清洁能源，构建以清洁为主导、电为中心、具有全球配置能力的能源网络，这时能源发展的必由之路。
1 清洁能源资源
电是当今世界上最清洁高效的能源。从供应侧角度来说，随着科技的进步和能源技术的开发，化石能源必将被清洁能源所代替；从消费侧角度来看，电能将作为清洁能源的代表有效代替各种终端能源。当今各类能源的开发、转换、配置、使用需要通过能源网来实现。因此，构建以清洁为主导、电为中心、具有全球配置能力的能源网络即全球能源互联网成为大势所趋。
2中国能源互联网现状
中国能源互联网是全球能源互联网的重要组成部分，根据有关数据表明，目前全球电网线路总长度达到7500万千米，其中跨国电网互联线路长度近1万千米，全球联网容量约2.5亿千瓦，预计2020年将达到3.3亿千瓦。中国电网互联发展迅速， 2016年中国特高压电网累计输送电量达6150亿千瓦时。在特高压电网方面，我国已建成了“四交四直”8项特高压工程，“三交七直”10项特高压工程， 2020年将建成东部和西部两个高压电网，电网的安全水平和资源优化配置能力将大幅度提升。目前跨国最长的输电线路为挪威至荷兰的600千米NorNedlink工程;电压等级最高、输电距离最长、输送容量最大的输电线路为中国哈密南—郑州±800kV特高压直流工程，线路长2191千米，输送容量为800万千瓦。由此可见，未来以电为中心的能源格局更加凸显，加强电网互联是推进清洁能源并网的重要途径。
2 电力供需格局分析与展望
2.1 电力供需分析模型。考虑能源需求和环境约束等多方面因素的影响，采用“终端能源需求----能源加工转换----一次能源需求”的能源系统分析模型，按照“先分析终端能源需求再预测各类一次能源需求”的思路，对 2030年各大洲电力需求及供需格局进行分析。根据各用能部门的历史用能记录，综合考虑化石能源消费趋势、电能替代和碳排放约束等多方面因素，对终端能源需求进行分品种预测。然后根据终端能源需求，结合各环节转换效率、各种发电能源的资源量、技术经济性，对各类一次能源需求进行预测。
2.2 亚洲电力供需格局分析。2015 年亚洲电力消费量约10.1万亿 kW⋅h，电力需求呈现快速增长状态。2016—2030 年年均增长率约4.0%，在2030年达到18万亿kW⋅h。亚洲电力供需以西电东送、北电南送为主。东部主要采取电力自平衡方式，加快开发中亚、蒙古、中国西部北部和西伯利亚等清洁能源，使中国东部、东北亚等用电需求得到满足。
2.3 欧洲电力供需格局分析。2015 年欧洲电力消费总量约 4.9 万亿 kW⋅h，未来欧洲电力需求增长状态缓慢。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆2016—2030 年预计年均增速1.5%，2030年达到6.2万亿 kW⋅h。未来欧洲清洁能源有着较大的受入需求，2030 年电力缺口将有1—3亿 kW。要以集中开发洲内北欧水电、北海风电和南欧太阳能为主，接受洲外北非、西亚、中亚清洁能源为辅，远期还要考虑挪威海、巴伦支海、格陵兰岛等北极风电的受入。
2.4 非洲电力供需格局分析。2015 年非洲电力消费总量约0.7万亿 kW⋅h，未来电力需求增长态势较快。2016—2030年年均增长率约 4.7%，2030年达到 1.4 万亿 kW⋅h。电力供需以洲内“北电南送、东西互济”、洲际“北送欧洲、东接亚洲”格局为主。洲内以北非的太阳能发电和风电基地、非洲中部水电基地、南部太阳能发电基地开发为主，在满足非洲电力需求的基础上，再加上开发北非太阳能输电给欧洲。
2.5 美洲电力供需格局分析。2015年美洲电力消费总量约6.2万亿 kW⋅h，未来电力需求持续增长。2016-2030年年均增长约2.1%，2030 年达到8.4 万亿kW⋅h。北美、南美以洲内电力供需平衡为主，借助中美洲联网通道跨洲互联，实现风电、光电和水电的互补联网效益。南美洲依托智利、秘鲁太阳能基地实现西海岸电力南北互济。
3 电网互联概念设计
构建全球能源互联网目的是打造绿色低碳、互联互通、共建共享的世界能源共同体，从而实现清洁发展、促进经济增长和世界和平发展。构建全球能源互联网还能利用时区差、季节差、电价差，获得巨大联网效益。
3.1 洲内电网互联。亚洲电网：东北亚建成中国--韩国--日本--俄罗斯远东--中国环网结构；中亚建设东、西 2个输电通道与南亚、西亚联网、中国西部互联；南亚形成南、北 2 个输电通道；东南亚中南半岛形成环网结构与马来群岛实现互联；西亚围绕阿拉伯半岛形成环网结构，总体形成“5+1”联网格局。欧洲电网：围绕负荷中心形成密集网格状结构，建设洲内及跨洲输电通道，实现北欧水电、北海风电、以及北非太阳能、亚洲太阳能和风电的受入。非洲电网：以北部、中部清洁能源基地为支撑，北部与中部形成东、中、西 3 个联网通道；中部与南部形成东、西 2 个联网通道；北非向北外送欧洲、向东与亚洲互联互送。美洲：北美洲形成东部和西部纵向通道、中西部至东西海岸多个横向通道。南美洲将形成东西海岸纵向通道、中部横向通道，总体形成大环网结构。
3.2 跨洲电网互联。目前亚欧、亚非、欧非之间已经实现了跨洲互联，联网规模均在200 万千瓦以下。未来亚欧非电网总体将形成“四横三纵”联网格局，亚欧将形成南、北 2 个横向通道，亚非形成南、北 2 个横向通道，欧非形成东、中、西 3 个纵向通道；北美洲与南美洲通过中美洲—巴拿马—哥伦比亚实现跨洲联网。远期，北美洲东部将受入北极格陵兰岛风电、西部经阿拉斯加与亚洲电网互联，澳大利亚太阳能发电基地外送通道经东南亚，实现大洋洲与亚洲电网互联，从而实现全球电网互联互通格局。
4 结语
全球能源互联网发展前景广阔、条件成熟，构建全球能源互联网分为国内互联、洲内互联、洲际互联三个阶段。下一步要加强国际联合研究，加强全球电网互联概念设计的分析研究和规划。2020年重点加快各国清洁能源开发和国内电网互联建设，2030年重点推动洲内大型清洁能源基地开发和电网跨国互联，2050年重点开发北极、赤道能源基地和推动电网跨洲互联，基本建成全球能源互联网。全球能源互联网建成后，将形成清洁能源占主导的能源格局，从根本上解决能源环境问题，实现全球温升控制在2℃以内目标，彻底摆脱化石能源困局。
参考文献：
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[5]本刊讯.全球能源互联网发展合作组织召开成果发布会[J].电力与能源,2017,(01):5.
论文作者:李玮
论文发表刊物:《建筑科技》2017年第10期
论文发表时间:2017/10/26
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