特高压电网是服务范围广、优化配置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的综合平台,能够推动能源生产和消费革命,实现清洁替代和电能替代。特高压是目前世界上最先进的输电技术,具有远距离、大容量、低损耗、少占地的综合优势,可以更安全、更高效、更环保地配置能源,是实现能源资源集约开发、促进清洁能源发展、有效解决雾霾问题的重要载体,更是转变能源发展方式、保障能源安全、服务经济社会发展的必由之路,也是我国抢占世界能源发展制高点、带动电工装备业“走出去”的重要举措。
党中央、国务院领导高度重视特高压发展。习在中央财经领导小组第6次会议上指出,保障国家能源安全,必须推动能源“四个革命、一个合作”,要继续建设以电力外送为主的千万千瓦级大型煤电基地,继续发展远距离大容量输电技术。总理在新一届国家能源委员会首次会议上指出,要深化能源结构调整,加快开工建设包括特高压在内的一批重大项目。2011-2015年,全国人大代表、政协委员在全国“两会”提交有关发展特高压的建议、提案达250项,并列入全国人大、政协办公厅重点督办事项。能源输出、输入省份迫切要求加快特高压电网建设。特高压已纳入国家“十一五”和“十二五”规划纲要、能源发展“十二五”规划、大气污染防治行动计划、能源发展战略行动计划(2014-2020)。特高压交流试验示范工程获得国家科学技术进步奖特等奖与中国工业大奖。特高压交流电压成为国际标准,实现“中国创造”和“中国引领”,赢得国际社会高度关注。2014年2月与2015年7月,国家电网公司成功中标巴西美丽山水电特高压直流送出一期与二期项目,实现了我国特高压技术、装备、工程总承包和生产运营成套“走出去”,有力彰显特高压国际影响力。
特高压电网“一头连着西部清洁能源开发利用、一头连着东中部雾霾治理”,发展特高压电网已成为国家能源发展、清洁发展的战略重点。2014年5月,包括“四交四直”特高压工程在内的12条重点输电通道纳入国家大气污染防治行动计划,并将于2017年全部建成投运。2014年8月,国家发改委印发《国家发展改革委关于加快推进信息 电网 油气等重大网络工程建设的通知》(发改投资[2014]1986号),要求大力推进“西电东送”战略,应用特高压交直流输电技术,加快建设一批跨区输电通道。通过发展特高压电网,一方面,可以有力推动西南水电和西部、北部清洁能源大规模开发外送,破解大型能源基地“窝电”困局,促进当地资源优势转化为经济优势;另一方面,可以有力推动东中部地区提高接受外输电比例,增加清洁能源供应,缓解能源供应紧张状况,有力支撑雾霾治理。
特高压电网的资源综合优化配置平台作用充分显现。目前,国家电网已累计建成“三交四直”特高压工程,在建“四交五直”特高压工程,在运在建16条特高压输电线万公里,变电(换流)容量超过2.7亿千伏安(千瓦),累计送电超过4200亿千瓦时。依托大电网发展新能源,国家电网新能源并网装机已突破1.4亿千瓦,成为世界风电并网规模最大、太阳能发电增长最快的电网。为构建更安全、更高效、更坚强的国家电网,保障国家能源安全,适应清洁能源大规模开发和用电多样化需要,满足经济社会发展对电力的需求。国家电网公司组织深入研究论证,提出了国家电网发展的总体格局:到2020年,将西部不同资源类型的电网互联,构建西部电网;将东部主要受电地区电网互联,构建东部电网,形成送、受端结构清晰,交、直流协调发展的2个同步电网。到2025年,建设东部、西部电网同步联网工程,国家电网形成一个同步电网。特高压将在大范围优化能源资源配置,保障我国能源安全、经济、清洁、高效发展等方面,发挥着日益重要的作用。
为主动适应经济发展新常态,深化能源生产和消费革命,推进大气污染防治,亟需进一步加快推进特高压电网建设。随着经济社会发展,我国电力需求还将保持中高速增长,东中部地区经济发达,经济总量大,用电基数大、比重高,未来新兴战略产业、新业态服务业将加快发展,加之人口向东部地区集聚,仍将是我国的负荷中心。另一方面,国家规划建设的西南水电基地、9个大型煤电基地、9个大型风电基地与东中部负荷中心距离一般在800-4000公里,能源基地向负荷中心输送电力的规模将越来越大,靠技改和扩建500千伏电网,无法适应大规模“西电东送、北电南供”的要求,必须加快发展特高压电网,实现技术升级。在“四交四直”及国家已明确的特高压跨区输电项目基础上,为控制东中部地区煤炭消费总量,治理严重雾霾,满足西部、北部能源基地和西南水电基地电力外送需要,提高电网安全稳定水平,亟需抓紧建设“五交八直”特高压工程,早日建成“三华”特高压同步电网。“五交八直”工程每年可向东中部输送清洁电能7600亿千瓦时,相当于减少东中部电煤消耗3.4亿吨,节能减排作用显著。2015-2020年,包括“五交八直”特高压工程在内的电网工程规划总投资3.3万亿元,带动电源和煤矿投资3.2万亿元,合计6.5万亿元,年均拉动GDP增长超过0.8个百分点,增加税收1500亿元,提供就业岗位180万个,有利于消化钢铁、原铝、水泥等产业过剩产能,推动智能电网及电子信息、通信、物联网等新兴产业发展,带动电工装备业走出去,送电省份和受电省份都能直接获益。
2015年9月26日,习在联大发展峰会上发表重要讲话,倡议探讨构建全球能源互联网,推动以清洁和绿色方式满足全球电力需求。这是习站在世界高度,继“一带一路”之后提出的又一重大倡议,是对传统能源发展观的历史超越和重大创新,是中国政府积极应对气候变化,推动联合国2015年后发展议程作出的重要倡议,对实现中华民族伟大复兴中国梦和人类社会可持续发展具有深远的意义。
世界能源发展面临资源紧张、环境污染、气候变化三大难题。解决这些难题,必须走清洁发展道路,实施“两个替代”:即在能源开发上实施清洁替代,以太阳能、风能等清洁能源替代化石能源,推动能源结构从化石能源为主向清洁能源为主转变;在能源消费上实施电能替代,以电能替代煤炭、石油、天然气等化石能源,提高电能在终端能源消费中的比重。全球可再生能源资源丰富,仅开发其中万分之五就可满足全球能源需求;我国仅开发千分之一就能满足能源需求。2015-2050年,全球和我国只需分别保持年均12.4%、13%的增速,到2050年即可实现清洁能源比重提高到80%的目标。
全球能源互联网,是以特高压电网为骨干网架、全球互联的坚强智能电网,是清洁能源在全球范围大规模开发、配置、利用的基础平台,实质就是“特高压电网+智能电网+清洁能源”。特高压电网是关键,智能电网是基础,清洁能源是重点。全球能源互联网是集能源传输、资源配置、市场交易、信息交互、智能服务于一体的“物联网”,是共建共享、互联互通、开放兼容的“巨系统”,是创造巨大经济、社会、环境综合价值的和平发展平台。
构建全球能源互联网,对于落实国家战略、推动能源革命、应对气候变化,实现世界经济、社会、环境协调发展具有全局性和战略性意义。构建全球能源互联网,是“一带一路”建设的创新发展,是推进能源革命的重大举措,是推动经济社会发展的强大引擎,是应对全球气候变化的根本途径,是促进世界和平发展的重要平台。全球能源互联网可以实现清洁能源的大规模开发、配置和高效利用,从而加快“两个替代”。全球能源互联网建成时,每年可替代相当于240亿吨标准煤的化石能源,减排二氧化碳670亿吨,碳排放可控制在115亿吨左右,仅为1990年的一半,能够实现全球温升控制在2℃以内的目标。
构建全球能源互联网,总体可分为三个阶段。第一阶段为国内互联:从现在到2020年,加快推进各国清洁能源开发和国内电网互联,大幅提高各国的电网配置能力、智能化水平和清洁能源比重;第二阶段为洲内互联:从2020年到2030年,推动洲内大型能源基地开发和电网跨国互联,实现清洁能源在洲内大规模、大范围、高效率优化配置;第三阶段为洲际互联:从2030年到2050年,加快“一极一道”(北极风电、赤道太阳能)能源基地开发,基本建成全球能源互联网,在全球范围实现清洁能源占主导目标,全面解决世界能源安全、环境污染和温室气体排放等问题。
特高压技术对于构建全球能源互联网至关重要。特高压由1000千伏及以上交流和±800千伏及以上直流输电构成,具有输电容量大、距离远、能耗低、占地省、经济性好的综合优势。全球各大清洁能源基地与负荷中心之间的距离都在特高压输送范围内。以特高压为骨干网架的坚强智能电网集成了现代智能技术、信息网络技术、先进输电技术、新能源接入技术,灵活性和适应性强,能够满足清洁能源、分布式电源接入,智能设备即插即用,智能互动服务等需求。
我国工程实践为构建全球能源互联网发挥了示范引领作用。近年来,国家电网公司深入学习贯彻习系列重要讲话精神,落实能源“四个革命”战略部署,推动特高压创新发展,在此基础上提出构建全球能源互联网的设想,发布了研究成果。10年多来,国家电网公司立足自主创新,大力发展特高压和智能电网,取得了重大突破,实现了“中国创造”和“中国引领”。“特高压交流输电关键技术、成套设备及工程应用”获得国家科技进步特等奖。国家电网公司建成了具有国际领先水平的“三交四直”7项特高压工程,正在开工建设“四交五直”特高压工程,建成包括智能变电站、智能充换电网络、智能用电采集系统、多端柔性直流等一批先进的智能电网创新工程,电网智能化水平显著提升。依托特高压和智能电网,我国清洁能源并网装机已达4.8亿千瓦,成为世界清洁能源装机规模最大的电网。
构建全球能源互联网符合世界电网发展的客观规律。纵观历史进程,世界能源发展呈现低碳、高效、大范围配置的总体趋势,世界电网发展遵循电压等级由低到高、互联范围由小到大、配置能力由弱到强的客观规律。目前,世界上已发展形成北美、欧洲、俄罗斯—波罗的海等跨国互联大电网,我国实现了除台湾外的全国联网,这些都将成为全球能源互联网的重要组成部分。随着技术进步,2020年左右,风电、太阳能发电成本竞争力有望超过化石能源;储能技术即将实现重大突破,成本亦将大幅下降。全球能源互联网将进入快速发展期。
展望未来,全球能源互联网作为世界最大的能源配置系统,能够将具有时区差、季节差的各大洲电网联接起来,解决长期困扰人类发展的能源和环境问题,保障能源安全、清洁、可持续供应,创造巨大经济、社会、环境价值,让世界成为能源充足、天蓝地绿、亮亮堂堂、和平和谐的“地球村”。