摘要：随着经济和社会发展，能源消费量继续增长。传统化石能源的大量开发和使用导致了严重的环境问题，如气候变暖，地表下沉和天气朦胧。与此同时，不可再生的化石燃料的有限性使得社会和化石能源之间的这种“关系”不可持续。这些将严重威胁到人类的生存和可持续发展。在此背景下，如何加速能源转型，确保能源安全，效率和清洁能源供应已成为世界各国面临的共同问题。
关键词：全球能源；互联网；发展
前 言：全球能源互联不仅停留在经济学家关于未来能源的愿景中。我们已经找到了实现互联网技术与可再生能源融合的途径，并已经扎根。全球能源互联网是全球能源可持续发展的必然选择。其形成和发展将对人类社会生活，地球自然生态环境和国家发展产生重大影响。在全球能源互联网的帮助下，人类文明将进入更高阶段，政治和谐，生态和谐与人类和谐的景象将在全球范围内实现，开启世界文明的新篇章。
1 构建全球能源互联网的必要性
地球上清洁能源丰富，水能资源超过50亿千瓦，陆地风能资源超过1万亿千瓦，太阳能资源超过100万亿千瓦。仅开发其中的一小部分就可以满足未来人类社会全部能源需求。因此，在能源开发环节实施清洁替代，以清洁能源替代化石能源，是未来全球能源发展的必然趋势和出路；电能具有清洁、高效、便捷的特点，所有的化石能源和清洁能源都可以转换成电能，电能也可以较为方便、高效地转换为机械能、热能等其他形式的能源并实现精密控制，电能成为了不同能源形式相互转化的枢纽，同时电能可以大规模生产、远距离输送并瞬时送至用户端，因此，在能源消费环节实施电能替代是能源消费格局调整的必然选择。
要实现全球能源的可持续发展，必须加快推进清洁替代和电能替代。要实现这“两个替代”关键在于构建以特高压为骨干网架，以清洁能源为主导，全球互联泛在的坚强智能电网即全球能源互联网。同时，随着“两个替代”的加快推进，清洁能源利用规模越来越大，电能在终端能源需求中的比例越来越高，电网配置能源资源的效益更加显著，将进一步促进全球范围内电网的互联互通，逐步实现电网全球互联、清洁能源全球配置，形成全球互联的坚强智能电网。
2 全球能源互联网的实现方法
（1）特高压技术与智能电网技术是实现全球能源互联网的重要手段和方法。从全球来看，能源资源与能源需求分布不平衡，能源基地远离负荷中心，需要实施能源的大规模、远距离输送和大范围的优化配置。因此，建设全球能源互联网对于电网的输送能力、经济输送距离、网架坚强能力等方面提出了很高的要求。由于特高压输电技术具有输送容量大、距离远、效率高的特点而且具有抵制各种严重事故的能力，可以满足大容量、远距离的跨区输电要求，能够实现了大型能源基地的集约开发和电力的可靠输送，为构建全球能源互联网提供了有力支撑。
（2）智能电网是世界电网发展的重要方向，大规模新能源的并网需要坚强智能电网作为可靠依托。可再生能源的波动性、间歇性等不确定性因素对电力系统的稳定性提出了挑战。通过发展智能电网，运用先进的自动化技术、协调控制技术和储能技术，能够实现对包括风能、太阳能在内的各类能源资源的准确预测和合理控制，改善新能源发电的功率输出特性，有效解决可再生能源大规模开发带来的技术问题，扩大市场消纳空间，从而更好地推动能源结构优化调整，降低对传统化石能源的依赖。同时，智能电网对于保障电力系统安全稳定运行、提供多元开放电力服务、推动战略型新兴产业发展等方面发挥着巨大作用。因此，发展智能电网是构建全球能源互联网的内在需求。可以这样认为，全球能源互联网是 Internet 式的智能电网，是智能电网的延伸和发展。
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3 构建全球能源互联网的可行性
（1）在当前的科学技术发展水平下，构建全球能源互联网具有现实可行性。一方面，随着科学技术的进步和新材料的应用，风能、太阳能、海洋能等清洁能源开发效率不断提高，技术经济性和市场竞争力逐步增强，新能源将逐渐成为未来世界的主导能源。另一方面，特高压技术、智能电网技术的研究和工程实践，特别是我国的特高压交直流输电工程和智能电网的成功建设，为构建全球能源互联网奠定了坚实的基础，创造了条件。
（2）多年来各国开展了一系列特高压关键技术和相关设备的制造研究探索工作，特高压技术已经能够实现不同区域间电网的互联互通和优化配置。特别是我国特高压交直流输电工程的成功运行，表明依托特高压技术建设全球能源互联网是可行的。苏联是世界上最早开展特高压技术研究的国家之一，也是迄今为止除了中国外唯一拥有特高压输电工程运行经验的国家。随后美国、日本、意大利等国也于20世纪60年代末70年代初根据各国电力发展需求开展对特高压输电技术的可行性研究。2004年以来，中国国家电网公司立足自主创新，联合各方力量，组织开展了特高压电网研究论证、科技攻关、规划设计、设备研制和建设运行等工作，实现了特高压输电从交流到直流、从理论到实践的全面突破，验证了特高压电网的安全性、经济性和环境友好性。截至2014年底，我国已建成投运了3条特高压交流线路和6条特高压直流输电线路，在运在建特高压输电线路长度近1.6万千米，变电（换流）容量近1.6亿千瓦。各国特高压技术的探索与实践，使得全球能源的互联变为了现实。
（3）智能电网具有支撑大规模清洁能源发展、适应多样用户需求、实现故障自愈、提高运行经济性等显著优势，为全球能源互联网的发展奠定了基础。由于各国经济社会发展状况、电网发展现状和资源分布不同，智能电网发展的侧重点也不尽相同。美国、日本主要侧重于升级和更新现有电网基础设施，提高供电可靠性，最大限度地利用信息通信技术，促进电网的现代化，积极发展清洁能源、推广电动汽车技术及相关基础设施建设、发展储能技术及示范应用；欧洲主要侧重于研究和解决电网对风电，尤其是大规模海上风电的消纳、分布式能源并网和需求侧管理等方面；我国的智能电网建设涵盖发电、输电、变电、配电、用电、调度等各领域。截至2014年底，国家电网公司累计安排智能电网试点项目38类358项，建成试点项目32类305项[3]。各国的智能电网建设和发展，对于全球能源互联网的智能化发展提供了技术支持和实践基础。
（4）能源互联网是美国著名经济学家杰里米?里夫金在《第三次工业革命：新经济模式如何改变世界》中提出的概念。杰里米?里夫金认为：“从长远来看，人们需要的是一种新的经济范式，即经济生活组织方式的系统性改变，以超越碳基能源和核能。我们正处在第三次工业革命的开端，在这次革命中，互联网技术将与可再生能源结合在一起，创造一种强大的、新的能源基础设施。”支撑这一模式的是五个支柱：一是向可再生能源转型；二是能源的分散式生产，即将各大洲的每一座建筑变成微型发电厂，以便就地收集可再生能源；三是能源储存，即在每一座建筑中使用氢和其他技术，以存储能源；四是能源的分配，即利用互联网技术将每一大洲的电力网转化为能源共享网络，其工作原理类似互联网；五是交通方式的零排放，即将运输工具转向插电式及燃料电池动力车，这种电动车所需电能可以通过洲与洲之间共享的电网进行买卖。
结语
对传统能源系统的研究仅限于电力，热力和天然气单一能源形式系统的内部研究，对促进可再生能源消费并促进能源效率提高的能源互联网正在进行较少的研究。单一的能源利用形式不能充分发挥各种能源综合利用的互补作用，多种能源的综合应用可以提高能源吸收能力，实现能源资源在更大范围内的合理优化配置。
参考文献
[1]栾文鹏，刘永磊，王鹏.基于TPM的能源互联网新型统一安全架构[J].吉林大学学报（工学版），1～6.
[2]王赵宾.泛能微网构建一个多赢的能源系统[J].科学中国，2016-01-21.
论文作者:童豪
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第15期
论文发表时间:2018/10/23
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