“智能電網(wǎng)”——美國(guó)、歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家的國(guó)策。全球金融危機(jī)催生了“智能電網(wǎng)”,未發(fā)生金融危機(jī)時(shí),虛擬經(jīng)濟(jì)的“繁榮”模糊了實(shí)體經(jīng)濟(jì)與能源資源和生態(tài)環(huán)境間存在的一系列尖銳矛盾,電力的變革顯得既不重要,又不緊迫,也不可能。“智能電網(wǎng)”對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇、重塑競(jìng)爭(zhēng)力將起重要作用,但其意義絕非僅僅是應(yīng)對(duì)當(dāng)前全球金融危機(jī)的權(quán)宜之計(jì)。
國(guó)際智能電網(wǎng)背景
在世界“綠色產(chǎn)業(yè)革命”的大環(huán)境下,二十多年來(lái),世界發(fā)達(dá)國(guó)家在政府主導(dǎo)下,提出了一系列有關(guān)電力發(fā)展的戰(zhàn)略規(guī)劃。先期重點(diǎn)在發(fā)電方面并取得了很多積極成果,如美國(guó)先后提出了CCT《清潔煤發(fā)展計(jì)劃》、CCPI《清潔煤創(chuàng)新發(fā)展計(jì)劃》、FUTUREGEN重大示范項(xiàng)目計(jì)劃等等。2003年美國(guó)政府在《電網(wǎng)—2030》規(guī)劃中首先較完整提出了智能電網(wǎng)的戰(zhàn)略構(gòu)思,“智能”是手段為其戰(zhàn)略構(gòu)思宗旨、目的服務(wù),其后進(jìn)行了大量的技術(shù)研究、工業(yè)示范、社會(huì)試點(diǎn)直至局部商業(yè)化運(yùn)營(yíng),現(xiàn)己成為美國(guó)政府的重要國(guó)策。2005年歐盟將智能電網(wǎng)上升到國(guó)家戰(zhàn)略地位開(kāi)展研究。美國(guó)能源部關(guān)于智能電網(wǎng)定義表述為:智能電網(wǎng)是采用先進(jìn)的傳感技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)來(lái)保證更為高效、經(jīng)濟(jì)和安全地發(fā)電、輸電和供電的現(xiàn)代電網(wǎng),它集成了從發(fā)電、輸電和配電以及用電設(shè)備領(lǐng)域的大量有益于社會(huì)的創(chuàng)新技術(shù)和手段,以滿足不斷變化的未來(lái)社會(huì)需求。
智能電網(wǎng)戰(zhàn)略宗旨、核心、技術(shù)管理措施的提出和實(shí)施標(biāo)志著世界電力發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的歷史階段。美國(guó)的“統(tǒng)一智能電網(wǎng)”、歐盟的“超級(jí)智能電網(wǎng)”都是一種形象性稱(chēng)呼,之所以得到世界認(rèn)可,并不是因?yàn)樗姆Q(chēng)呼,而是因?yàn)樗膽?zhàn)略構(gòu)思內(nèi)容符合當(dāng)今能源變革的宗旨、目的并已局部證實(shí)能起到實(shí)效。
因國(guó)情和電力發(fā)展階段不同,各國(guó)智能電網(wǎng)定義、內(nèi)含、重點(diǎn)會(huì)有所區(qū)別,但其“安全、經(jīng)濟(jì)、高效、清潔、低碳”的變革宗旨、核心應(yīng)是相同的,采用先進(jìn)傳感、通信、控制技術(shù),數(shù)字化管理、智能化決策、互動(dòng)化交易等技術(shù)管理措施特點(diǎn)是相同的,可以認(rèn)為當(dāng)今智能電網(wǎng)戰(zhàn)略宗旨、核心、技術(shù)管理措施的提出和實(shí)施標(biāo)志著世界電力發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)新的歷史階段。
歐美發(fā)達(dá)國(guó)家提出的智能電網(wǎng)戰(zhàn)略重點(diǎn)在供用電側(cè),包括接納可再生能源、需求側(cè)的智能管理、雙向互動(dòng)等,和更大范圍的高壓聯(lián)網(wǎng),它符合歐美發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)際國(guó)情、電力發(fā)展階段以及基礎(chǔ)現(xiàn)狀。
從中國(guó)具體國(guó)情看,在中國(guó)稱(chēng)為“智能電力系統(tǒng)”戰(zhàn)略更為確切,只有發(fā)、輸、供、用全方位的變革、創(chuàng)新、發(fā)展才能真正達(dá)到電力變革的宗旨、目的,這四方面變革、創(chuàng)新、發(fā)展是互相關(guān)聯(lián)、互相促進(jìn),需要協(xié)調(diào)有序的推進(jìn),任何方面過(guò)度超前或滯后,都會(huì)嚴(yán)重影響中國(guó)電力發(fā)展進(jìn)程。從廣義電網(wǎng)概念,以高效、低碳為核心的電力變革、創(chuàng)新以及國(guó)際上容易認(rèn)知角度看,可以稱(chēng)為智能電網(wǎng)戰(zhàn)略,與以往稱(chēng)為電力發(fā)展規(guī)劃相比,也更具有時(shí)代特征。
中國(guó)智能電網(wǎng)戰(zhàn)略研究應(yīng)包括發(fā)、輸、供、用四個(gè)方面變革、創(chuàng)新、發(fā)展。與發(fā)達(dá)國(guó)家不同的國(guó)情和電力發(fā)展階段要考慮在其中,如中國(guó)未來(lái)二、三十年中仍要以較快電力發(fā)展?jié)M足需求增長(zhǎng),能源資源包括可再生能源與需求地域分布不均衡,煤電為主的電力結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期存在等。與發(fā)達(dá)國(guó)家不同的基礎(chǔ)現(xiàn)狀也必須要考慮在其中,如中國(guó)一次能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整,電源結(jié)構(gòu)優(yōu)化調(diào)整,分布式能源系統(tǒng),傳統(tǒng)能源可持續(xù)發(fā)展研究,可再生能源應(yīng)用基礎(chǔ)性研究等基礎(chǔ)水平還有相當(dāng)差距。
中國(guó)智能電網(wǎng)戰(zhàn)略與認(rèn)知程度和科學(xué)態(tài)度。當(dāng)今中國(guó)智能電網(wǎng)戰(zhàn)略正確制定和今后成功實(shí)施主要取決于我們的認(rèn)知程度和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,沒(méi)有深刻認(rèn)知就不可能把危及我們可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)轉(zhuǎn)變?yōu)槲覀兊陌l(fā)展機(jī)遇,沒(méi)有實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度我們就不可能有正確的應(yīng)對(duì)戰(zhàn)略。
世界能源、電力變革的必然性
世界能源深層次變革。能源過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)始終影響和改變著人類(lèi)和世界的命運(yùn)。由于世界上所有國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)能源的依賴(lài)性,世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源地域分布的不均勻性,全球化石能源資源的有限性,地球氣候變化對(duì)化石能源利用的限制性,加之全球經(jīng)濟(jì)一體化、地緣政治條件、各國(guó)能源戰(zhàn)略安全和競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)等相關(guān)的政治經(jīng)濟(jì)因素,形成了當(dāng)今世界圍繞著能源的種種錯(cuò)綜復(fù)雜矛盾,而且日積月累越來(lái)越尖銳,對(duì)人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的可持續(xù)性提出了嚴(yán)重挑戰(zhàn),從而醞釀并實(shí)際已經(jīng)展開(kāi)著世界“綠色產(chǎn)業(yè)革命”,其核心為低碳經(jīng)濟(jì)。低碳經(jīng)濟(jì)實(shí)質(zhì)是高能源利用效率和清潔低碳能源結(jié)構(gòu),包括經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式變革、能源科技創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、人們生活方式轉(zhuǎn)變以及人類(lèi)生存發(fā)展觀念的根本轉(zhuǎn)變,這是人類(lèi)歷史發(fā)展的必然,低碳經(jīng)濟(jì)也已納入中國(guó)發(fā)展計(jì)劃的核心。去年秋天以來(lái)全球金融危機(jī)更集中引發(fā)了世界能源深層次變革。
全球化石能源資源有限性。按BP2008年世界能源統(tǒng)計(jì):全球化石燃料可開(kāi)采煤炭133年,石油41年,天然氣60年,天然鈾資源按現(xiàn)耗用水平可供82年;中國(guó)煤炭可開(kāi)采45年,石油11.3年,天然氣27.2年,天然鈾資源可供4000萬(wàn)千瓦核電50-60年。按2009年中國(guó)能源蘭皮書(shū)指出:按當(dāng)前能源需求水平,中國(guó)煤炭剩余儲(chǔ)量保證程度不足百年,石油不足15年,天然氣不足30年,如按2020年能源需求量估算,煤炭、石油、天然氣分別降為30年、5年、10年。雖隨探明率提高和耗用水平變化,上述年限將會(huì)有所變化,但全球化石能源資源的有限性是顯而易見(jiàn)的。而可再生能源資源量大并取之不盡,僅中國(guó)陸地、海上風(fēng)能的技術(shù)可開(kāi)發(fā)容量達(dá)5億千瓦以上,中國(guó)屋頂太陽(yáng)能利用按50%計(jì)算即可達(dá)2-3億千瓦,中國(guó)5%沙謨開(kāi)發(fā)太陽(yáng)能就可超過(guò)30億千瓦。但由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等各種原因,實(shí)際上很難短期取得大規(guī)模的應(yīng)用,到本世紀(jì)中葉,經(jīng)努力后估計(jì)全球可再生能源利用也只能達(dá)到世界一次能源耗用的30%-50%??傊?,全球化石能源資源的有限性決定了世界能源變革的必然性和緊迫性。
地球氣候變暖的嚴(yán)重性。step7v5.5人們已認(rèn)識(shí)到地球氣候變暖對(duì)人類(lèi)生存的嚴(yán)重威脅,科學(xué)家認(rèn)為大氣二氧化碳含量達(dá)到400-450ppm時(shí),樂(lè)觀估計(jì)550ppm,即全球平均溫度再上升0.6攝氏度或1.6攝氏度,地球?qū)?huì)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的災(zāi)難性后果。2008年地球大氣二氧化碳含量己達(dá)386ppm,而世界工業(yè)革命前只有280ppm,全球近百年來(lái)平均溫升0.74攝氏度,特別近三十年來(lái)全球氣溫急速上升,二十世紀(jì)后五十年北半球平均溫度是近1300年中最高,中國(guó)近五十年平均溫升己達(dá)1.1攝氏度,全球近十年是自有記錄以來(lái)最熱十年,地球己處于毀滅性氣候混亂狀態(tài)的邊緣。STEP7MicroWINV4.0SP92007年全球二氧化碳排放276億噸,90%的二氧化碳排放來(lái)自能源生產(chǎn)和消耗,預(yù)計(jì)至2020年年均增長(zhǎng)約2%,到2030年才有望零增長(zhǎng)。全球氣候變化應(yīng)對(duì)問(wèn)題己成為世界各國(guó)國(guó)家戰(zhàn)略問(wèn)題,部分國(guó)家提出了地球生態(tài)警界線為全球平均溫升不可再超過(guò)2攝氏度,該問(wèn)題也已成為聯(lián)合國(guó)當(dāng)今首要工作任務(wù),聯(lián)合國(guó)認(rèn)為:在氣候變化問(wèn)題上國(guó)際社會(huì)己經(jīng)沒(méi)有太多時(shí)間去浪費(fèi),溫度上升的速度比預(yù)想的要快許多本文轉(zhuǎn)自http://www.gongyeku.com/。地球氣候變暖的嚴(yán)重性更深刻指出了能源變革的必然性和緊迫性。
地球只能承載一個(gè)正確能源戰(zhàn)略的中國(guó)。中國(guó)現(xiàn)今己成為世界第一大能源生產(chǎn)國(guó),2020年中國(guó)人均GDP預(yù)計(jì)可達(dá)5000美元,一次能源需求45億噸標(biāo)煤,煤炭可以基本自給占總能源需求60%左右的格局不可能轉(zhuǎn)變,中國(guó)石油對(duì)外依存度將可能超過(guò)60%,雖單位GDP的二氧化碳排放比2005年可能下降50%,但排放總量還要增加約60%。S7-1200美國(guó)當(dāng)前石油對(duì)外依存度不到30%,總的進(jìn)口能源在35%水平,除經(jīng)濟(jì)上耗用1萬(wàn)億美元外,帶來(lái)包括國(guó)家安全等諸多問(wèn)題,中國(guó)需要引以為戒。因此,中國(guó)未來(lái)的經(jīng)濟(jì)總量、一次能源需求和溫室氣體排放量決定了地球只能承載一個(gè)正確能源戰(zhàn)略的中國(guó)。
世界能源變革中最應(yīng)該變革、最有潛力的是電力。世界能源變革的最終目標(biāo)是無(wú)碳低碳能源,沒(méi)有無(wú)碳低碳能源就沒(méi)有低碳經(jīng)濟(jì),能源科技創(chuàng)新是實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)的核心。能源變革涉及方方面面,主要圍繞節(jié)約化石能源和使用可再生能源二大方面,涉及到工業(yè)、建筑、交通三大領(lǐng)域。世界電力耗用一次能源占世界消費(fèi)總量40%以上,其中化石能源近90%,但電力化石一次能源轉(zhuǎn)換的終端效率僅30%水平,電力排放的溫室氣體占世界排放總量的40%以上,可見(jiàn),世界能源變革中最應(yīng)該變革、最有潛力的是電力。中國(guó)2008年GDP占世界6%,一次能源消耗占世界18%,二氧化碳排放占世界20%,中國(guó)電力二氧化碳排放占全國(guó)排放總量40%,在世界能源、電力變革中,中國(guó)不可能置身于外。
中國(guó)智能電網(wǎng)必要性、緊迫性
“智能電網(wǎng)”——美國(guó)、歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家的國(guó)策。全球金融危機(jī)催生了“智能電網(wǎng)”,未發(fā)生金融危機(jī)時(shí),虛擬經(jīng)濟(jì)的“繁榮”模糊了實(shí)體經(jīng)濟(jì)與能源資源和生態(tài)環(huán)境間存在的一系列尖銳矛盾,電力的變革顯得既不重要,又不緊迫,也不可能。“智能電網(wǎng)”對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇、重塑競(jìng)爭(zhēng)力將起重要作用,但其意義絕非僅僅是應(yīng)對(duì)當(dāng)前全球金融危機(jī)的權(quán)宜之計(jì)。
中國(guó)傳統(tǒng)電網(wǎng)變革的必要性、緊迫性。電網(wǎng)關(guān)聯(lián)著人類(lèi)社會(huì)的方方面面,局限于發(fā)送供用、集中統(tǒng)一、單向低效、高碳排放為特征的傳統(tǒng)電網(wǎng),已越來(lái)越不能適應(yīng)世界經(jīng)濟(jì)、環(huán)境變化的要求。美、歐發(fā)達(dá)國(guó)家智能電網(wǎng)核心是能源利用的高效、清潔、低碳,將現(xiàn)今傳統(tǒng)電網(wǎng)變革為“智能電網(wǎng)”。中國(guó)現(xiàn)今電網(wǎng)無(wú)疑同屬傳統(tǒng)電網(wǎng),與發(fā)達(dá)國(guó)家當(dāng)前傳統(tǒng)電網(wǎng)相比,除人均占有量有很大差距外,主要也是在能源利用高效、清潔、低碳差距上。
世界溫室氣體排放對(duì)地球氣候影響的嚴(yán)重性比原預(yù)計(jì)更為嚴(yán)峻,應(yīng)對(duì)氣候變暖成為世界各國(guó)的共同責(zé)任,縱觀歷史和現(xiàn)在,發(fā)達(dá)國(guó)家是當(dāng)今全球氣候變暖的主要責(zé)任國(guó),中國(guó)是全球氣候變暖的最大受害國(guó),當(dāng)今中國(guó)年人均二氧化碳排放為5.1噸,世界為4.2噸,發(fā)達(dá)國(guó)家為11噸,美國(guó)為20噸,在應(yīng)對(duì)全球氣候變暖問(wèn)題上各國(guó)各有自己應(yīng)有的責(zé)任。
中國(guó)1981-2005年GDP年均增長(zhǎng)9.63%,一次能源生產(chǎn)年均增長(zhǎng)5.28%,二氧化碳排放增加一倍多,2005年二氧化碳排放總量占世界18%。中國(guó)多年來(lái)采取了一系列提高能效、節(jié)能減排、植樹(shù)造林等措施。從1994年到2006年單位GDP二氧化碳強(qiáng)度下降28.7%,同期世界平均水平下降13.6%,美國(guó)下降22.3%。2008年中國(guó)單位GDP能耗又比2005年下降10.8%,但仍比世界平均高2.4倍,美國(guó)2.5倍,歐盟4.9倍,日本8.7倍,印度0.43倍,中國(guó)二氧化碳排放總量已成為世界之最。
中國(guó)能源資源和消費(fèi)結(jié)構(gòu)不利于二氧化碳減排。世界上和中國(guó)二氧化碳排放的70%來(lái)自燃煤,2007年中國(guó)GDP24.6萬(wàn)億元人民幣,一次能源消費(fèi)26.6億噸標(biāo)煤,其中化石燃料占92.6%,煤炭占70%,石油19.75%,石油對(duì)外依存度已達(dá)50%,二氧化碳年排放量按分析已超過(guò)60億噸。世界能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)曾經(jīng)歷以煤為主向石油、天然氣為主的轉(zhuǎn)變,2006年世界一次能源消費(fèi)中化石燃料占87.9%,其中石油35.8%,煤炭28.4%,天然氣23.7%。中國(guó)由于自身能源資源結(jié)構(gòu)等各種原因,沒(méi)有發(fā)生這樣的轉(zhuǎn)變。
中國(guó)又正處于工業(yè)化和城市化進(jìn)程中,人均能耗和二氧化碳排放必然需繼續(xù)增加,2007年中國(guó)人均能耗1.87噸標(biāo)煤,僅為世界人均62%,2020年中國(guó)預(yù)計(jì)人均能耗達(dá)3噸標(biāo)煤,二氧化碳排放可能需要到2030年甚至更遠(yuǎn)時(shí)期才能穩(wěn)定、開(kāi)始下降。中國(guó)如不采取積極措施,二、三十年后人均排放量都將處于世界前列。
2009年7月召開(kāi)的八國(guó)峰會(huì)上,八國(guó)集團(tuán)承諾,愿與其他國(guó)家一起,到2050年使全球溫室氣體排放量至少減半,發(fā)達(dá)國(guó)家排放總量屆時(shí)應(yīng)減少80%。但聯(lián)合國(guó)認(rèn)為:發(fā)達(dá)國(guó)家在氣候變化問(wèn)題上有更多歷史責(zé)任,理應(yīng)展開(kāi)行動(dòng),以實(shí)現(xiàn)中期減排目標(biāo),在2020年應(yīng)將溫室氣體排放量在1990年基礎(chǔ)上總體減少40%。在應(yīng)對(duì)氣候變化問(wèn)題上,中國(guó)如何呈現(xiàn)一個(gè)負(fù)責(zé)任的、發(fā)展中大國(guó)的國(guó)際形象,是一個(gè)很重要的問(wèn)題。
中國(guó)在應(yīng)對(duì)氣候變暖問(wèn)題上的基本立場(chǎng)是:堅(jiān)持履行各自責(zé)任是核心,實(shí)現(xiàn)互利共贏是目標(biāo),促進(jìn)共同發(fā)展是基礎(chǔ),確保資金技術(shù)是關(guān)鍵的原則。中國(guó)從本國(guó)國(guó)情出發(fā),承擔(dān)與中國(guó)發(fā)展階段、所負(fù)責(zé)任和實(shí)際能力相稱(chēng)的國(guó)際義務(wù),中國(guó)是發(fā)展中國(guó)家中第一個(gè)制定了“應(yīng)對(duì)氣候變化國(guó)家方案”。中國(guó)將在加強(qiáng)節(jié)能,大力發(fā)展可再生能源和核能,大力增強(qiáng)森林碳匯,大力發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)等采取有力措施。
世界各國(guó)如不實(shí)施深層次能源變革,不實(shí)施電力變革,應(yīng)對(duì)全球氣候變暖將力不從心,“綠色產(chǎn)業(yè)革命”的進(jìn)程將會(huì)推遲、受挫,低碳經(jīng)濟(jì)無(wú)法實(shí)現(xiàn),中國(guó)同樣如此。全球金融危機(jī)為中國(guó)同樣創(chuàng)造了歷史機(jī)遇,中國(guó)必須抓住機(jī)遇實(shí)施總體的、深層次能源變革,傳統(tǒng)電網(wǎng)變革是其重要的組成部分。不然,形勢(shì)將越來(lái)越嚴(yán)峻,除影響國(guó)際形象和面臨巨大政治壓力外,中國(guó)經(jīng)濟(jì)綜合競(jìng)爭(zhēng)力將受重挫,中國(guó)可持續(xù)發(fā)展將受到嚴(yán)重挑戰(zhàn)。