全球能源的發(fā)展現(xiàn)狀
全球能源發(fā)展經(jīng)歷了從薪柴時代到煤炭時代,再到油氣時代、電氣時代的演變過程,。目前,世界能源供應(yīng)以化石能源為主,,有力支撐了經(jīng)濟社會的快速發(fā)展。適應(yīng)未來能源發(fā)展需要,,水能,、風(fēng)能、太陽能等清潔能源正在加快開發(fā)和利用,,在保障世界能源供應(yīng),、促進能源清潔發(fā)展中,將發(fā)揮越來越重要的作用,。
長期以來,,世界能源消費總量持續(xù)增長,能源結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整,。特別是近20年,,世界能源發(fā)生了深刻變革,總體上形成煤炭,、石油,、天然氣三分天下,清潔能源快速發(fā)展的新格局,。
1,、能源資源
全球能源資源主要有煤炭、石油,、天然氣等化石能源和水能,、風(fēng)能、太陽能,、海洋能等清潔能源,。全球化石能源資源雖然儲量大,但隨著工業(yè)革命以來數(shù)百年的大規(guī)模開發(fā)利用,正面臨資源枯竭,、污染排放嚴重等現(xiàn)實問題,;清潔能源不僅總量豐富,,而且低碳環(huán)保,、可以再生,未來開發(fā)潛力巨大,。
截至2013年,,全球煤炭、石油,、天然氣剩余探明可采儲量分別為8915億噸,、2382億噸和186萬億米,折合標準煤共計1.2萬億噸,。按照目前世界平均開采強度,,全球煤炭、石油和天然氣分別可開采113年,、53年和55年,。全球水能、風(fēng)能,、太陽能等清潔能源資源非常豐富,。據(jù)估算,全球清潔能源資源每年的理論可開發(fā)量超過150000萬億千瓦時,,按照發(fā)電煤耗300克標準煤/(千瓦時)計算,,約合45萬億噸標準煤,相當(dāng)于全球化石能源剩余探明可采儲量的38倍,。
2,、能源消費
全球能源消費呈現(xiàn)總量和人均能源消費量持續(xù)“雙增”態(tài)勢。受世界人口增長,、工業(yè)化,、城鎮(zhèn)化等諸多因素拉動,全球一次能源年消費總量從53.8億噸標準煤增長到181.9億噸標準煤,,近50年時間增長了2.4倍,,年均增長2.6%。亞太地區(qū)逐漸成為世界能源消費總量最大,、增速最快的地區(qū),。
世界能源消費結(jié)構(gòu)長期以化石能源為主,但其所占比重正在逐步下降,,電能占終端能源消費比重逐步提高,。隨著電氣化水平提高,越來越多的煤炭,、天然氣等化石能源被轉(zhuǎn)化成電能,,化石能源在世界終端能源消費結(jié)構(gòu)中的比重持續(xù)下降,。1973~2012年,煤炭,、石油在世界終端能源消費中的比重分別下降了3.6個,、7.5個百分點,而電能所占比重從9.4%增長到18.1%,,僅次于石油占比,,位居第二位。
3,、能源生產(chǎn)
世界能源生產(chǎn)總量穩(wěn)步上升,,化石能源逐步增加,清潔能源發(fā)展迅猛,。工業(yè)化以來,,化石能源支撐著世界經(jīng)濟的發(fā)展,在化石能源生產(chǎn)中,,石油目前占據(jù)著最重要的地位,,其次是煤炭和天然氣。
進入21世紀,,風(fēng)能,、太陽能等清潔能源發(fā)展迅猛。2000~2013年,,全球風(fēng)電,、太陽能發(fā)電裝機容量分別由1793萬千瓦、125萬千瓦增長到3.2億千瓦,、1.4億千瓦,,分別增長了17倍和111倍,年均增長率分別達到24.8%和43.7%,。但由于基數(shù)小,,風(fēng)能、太陽能等非水可再生能源比重仍然較低,,占全球一次能源供應(yīng)總量的2.2%,。
4、能源貿(mào)易
全球能源貿(mào)易以化石能源為主,,總量穩(wěn)步增加,。化石能源生產(chǎn)和消費分布的不均衡,,需要能源資源在世界范圍內(nèi)優(yōu)化配置,。隨著海運、鐵路、油氣管網(wǎng)等能源運輸網(wǎng)絡(luò)的逐步建立與完善,,跨國跨洲能源貿(mào)易流量逐漸增大,。
受電網(wǎng)輸電能力等因素限制,電力主要以國內(nèi)和區(qū)域內(nèi)平衡為主,,跨國跨洲電力貿(mào)易規(guī)模較小,,按熱值當(dāng)量計算,僅為全球化石能源貿(mào)易量的1.3%,。目前,,石油是全球貿(mào)易量最大的能源品種,。
總之,,全球能源生產(chǎn)與消費結(jié)構(gòu)目前仍以化石能源為主,清潔能源和電力比重增長較快,;由于能源分布不均衡,,能源供需分離程度不斷加深,全球能源貿(mào)易規(guī)模不斷擴大,。
全球能源發(fā)展面臨哪些挑戰(zhàn),?
長期以來,化石能源支撐了工業(yè)文明發(fā)展,,同時也帶來了環(huán)境污染,、氣候變化等影響人類生存發(fā)展的現(xiàn)實難題,建立在化石能源基礎(chǔ)上的能源生產(chǎn)和消費方式亟待轉(zhuǎn)變,。同時,,世界風(fēng)能、太陽能等清潔能源發(fā)電總體處于加快發(fā)展階段,,在技術(shù)創(chuàng)新,、設(shè)備研制、工程應(yīng)用及系統(tǒng)安全性,、經(jīng)濟性上仍面臨較大挑戰(zhàn),。
1、能源供應(yīng)面臨挑戰(zhàn)
在全球經(jīng)濟發(fā)展的帶動下,,世界能源消費總量從1965年的53.8億噸標準煤增加到2013年的181.9億噸標準煤,,增長2.4倍。未來,,世界能源消費量仍將保持增長態(tài)勢,。
化石能源儲量有限,具有不可再生性,,大規(guī)模開發(fā)利用必將導(dǎo)致資源加速枯竭,。目前,容易開采的石油正迅速減少并逐漸集中到極少數(shù)國家,容易挖掘的煤炭也只剩下幾十年的開采期,。
從布局看,,世界能源資源與能源消費呈逆向分布,能源開發(fā)越來越向少數(shù)國家和地區(qū)集中,。部分資源匱乏國家能源對外依存度不斷提高,,能源供應(yīng)鏈脆弱,安全問題突出,。
能源供應(yīng)成本是影響能源發(fā)展的重要經(jīng)濟因素,,目前化石能源與清潔能源供應(yīng)成本總體呈現(xiàn)出“一升一降”的趨勢?;茉撮_采成本逐漸增長,。清潔能源開發(fā)成本逐步下降,但仍處于高位,。未來需要進一步提高清潔能源的經(jīng)濟性,,使其具備市場競爭能力,才能真正實現(xiàn)清潔能源對化石能源的大規(guī)模替代,。
2,、能源環(huán)境面臨挑戰(zhàn)
化石能源燃燒是全球溫室氣體排放的主要來源。能源活動在當(dāng)前及今后較長時期依然是影響溫室氣體排放的決定性因素,。溫室氣體排放帶來的溫室效應(yīng),,對人類生存發(fā)展構(gòu)成以下四大威脅,包括陸地面積縮減,、大量物種滅絕,、威脅食物供應(yīng)、危害人類健康,。
化石能源燃燒排放大量的煙塵等污染物,,導(dǎo)致灰霾頻發(fā),嚴重危害人類的身體健康,。自工業(yè)革命以來,,以氮氧化物、碳氫化合物及二次污染物形成的細粒子污染為特征的復(fù)合型污染在大多數(shù)發(fā)達國家和部分發(fā)展中國家已經(jīng)出現(xiàn),,導(dǎo)致大氣能見度日趨下降,,灰霾天數(shù)增加,人類健康受到威脅,。大量化石能源在開采,、運輸、使用的各環(huán)節(jié)對水質(zhì),、土壤,、大氣等自然生態(tài)環(huán)境造成嚴重的污染和破壞,。
3、能源配置面臨挑戰(zhàn)
全球化石能源配置具有總量大,、環(huán)節(jié)多,、輸送距離遠等特征。現(xiàn)有海運,、鐵路,、公路等傳統(tǒng)化石能源運輸方式通常鏈條長、效率低,,需要幾種運輸方式相互銜接才能完成整個能源運輸過程,,在能源輸送過程中易受外界因素影響。
世界能源向清潔化發(fā)展,,電能遠距離,、大范圍配置的重要性將越來越凸顯,但現(xiàn)有電力配置能力明顯不足,。為應(yīng)對全球能源總量供應(yīng)及能源環(huán)境的挑戰(zhàn),,大力發(fā)展清潔能源勢在必行,,世界能源結(jié)構(gòu)正在經(jīng)歷從化石能源為主向清潔能源為主轉(zhuǎn)變,。隨之而來的,世界能源配置需求也將從目前的化石能源為主逐步轉(zhuǎn)變?yōu)榍鍧嵞茉礊橹?。適應(yīng)清潔能源大規(guī)模開發(fā)的需要,,應(yīng)加快構(gòu)建全球電力高效配置平臺。隨著清潔能源的大規(guī)模開發(fā),,必將形成以電力為主導(dǎo)的能源配置格局,,亟待建立以清潔能源為主導(dǎo)、以電為中心,、更高電壓等級,、更大輸電容量、更遠距離的全球能源配置網(wǎng)絡(luò)平臺,,以滿足清潔能源的大規(guī)模,、遠距離配置的需要。
4,、能源效率面臨挑戰(zhàn)
當(dāng)前,,無論是化石能源,還是清潔能源,,其開發(fā),、配置、利用效率仍不夠高,,有很大的提升空間,。
開發(fā)環(huán)節(jié)存在資源開發(fā)利用率低,、能源轉(zhuǎn)換效率低的問題?;茉磁渲铆h(huán)節(jié)多,,配置效率不高?;茉闯瞬糠种苯幼鳛榻K端能源使用外,,還有相當(dāng)部分煤炭、天然氣,,甚至燃油用于發(fā)電,。這部分化石能源要經(jīng)過多個環(huán)節(jié)輸送至電廠,中間環(huán)節(jié)多,,由此造成的能源損耗大,。使用環(huán)節(jié),能源利用效率低,,電能占終端能源消費比重低,。提高電能在終端能源消費中的比重,可以增加經(jīng)濟產(chǎn)出,,提高全社會整體能效,。
如何推進全球能源互聯(lián)網(wǎng)?
構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng),,關(guān)鍵要加強特高壓和智能電網(wǎng)技術(shù)創(chuàng)新,,建立全球能源合作機制,共同推進各國泛在智能電網(wǎng),、各洲互聯(lián)電網(wǎng)和跨洲特高壓骨干網(wǎng)架建設(shè),,加快構(gòu)建全球互聯(lián)的堅強智能電網(wǎng)。綜合考慮全球能源分布,、清潔能源發(fā)展,、能源供需、能源輸送等因素,,未來全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展可以劃分為洲內(nèi)互聯(lián),、跨洲互聯(lián)和全球互聯(lián)三個發(fā)展階段。
第一階段:洲內(nèi)互聯(lián)
到2020年,,推動形成共識,;到2030年,根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟比較優(yōu)勢,,啟動大型清潔能源基地建設(shè),,加強洲內(nèi)國家之間電網(wǎng)的互聯(lián)。
各大洲加快開發(fā)清潔能源,,通過各大洲內(nèi)的互聯(lián)電網(wǎng)實現(xiàn)清潔能源輸送和消納,。如東北亞電網(wǎng)互聯(lián),、北美電網(wǎng)互聯(lián)、歐洲統(tǒng)一電網(wǎng)互聯(lián),、拉美電網(wǎng)互聯(lián),、非洲中南部電網(wǎng)互聯(lián)等??鐕ヂ?lián)電網(wǎng)快速發(fā)展,,在滿足清潔能源消納范圍不斷擴大需求的同時,實現(xiàn)各國不同季節(jié),、不同時段,、不同類型電力資源的互補和互濟,提高能源系統(tǒng)效率和經(jīng)濟性,。各國加強國內(nèi)堅強網(wǎng)架的建設(shè)和全國互聯(lián),,以更好地融入洲內(nèi)聯(lián)網(wǎng),更加有效地接納洲內(nèi)配置的清潔能源,。
第二階段:跨洲互聯(lián)
2030~2040年,,發(fā)展重點是在繼續(xù)加強各洲主要國家電網(wǎng)互聯(lián)的基礎(chǔ)上,按照先易后難的次序,,推動“一極一道”等大型能源基地開發(fā)和跨洲聯(lián)網(wǎng)取得重要進展,。
洲內(nèi)互聯(lián)電網(wǎng)的網(wǎng)架不斷完善,隨著北極地區(qū)風(fēng)電,、赤道地區(qū)太陽能發(fā)電等全球重點清潔能源基地的大規(guī)模開發(fā),,跨洲遠距離輸電和跨洲電網(wǎng)互聯(lián)成為全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的主導(dǎo)方向??缰揲g的多類型電力資源互補、利用時差的跨洲電力互濟效益更加顯著,,全球能源互聯(lián)網(wǎng)初具規(guī)模,。
這一階段要著重推進北極地區(qū)電力外送通道、赤道地區(qū)電力外送通道,,以及亞歐洲際輸電通道,、亞洲與北美洲聯(lián)網(wǎng)通道、歐洲與非洲聯(lián)網(wǎng)通道,、亞洲南部與非洲聯(lián)網(wǎng)通道,、北美洲與南美洲聯(lián)網(wǎng)通道等的建設(shè),建立全球能源互聯(lián)網(wǎng)的合作推進和協(xié)調(diào)機構(gòu),,初步形成全球能源互聯(lián)網(wǎng)的合作機制,。
第三階段:全球互聯(lián)
2040~2050年,按照重點突破,、全面推進的思路,,加快全球能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè),,逐步形成全球互聯(lián)格局,推動實現(xiàn)“兩個替代”目標,。
隨著全球太陽能,、風(fēng)能等清潔能源基地全面開發(fā)建成,清潔能源發(fā)電替代化石能源并占據(jù)主導(dǎo)地位,,化石能源開發(fā),、輸送和消費規(guī)模明顯下降,基本實現(xiàn)各洲,、各國電網(wǎng)互聯(lián)互通,,全球能源互聯(lián)網(wǎng)全面建成,成為全球清潔能源優(yōu)化配置平臺,。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)的組織機制和運行機制完善,,全球調(diào)控中心建立并與各洲調(diào)度中心、各國調(diào)控中心形成分區(qū)分層控制的調(diào)控體系,。全球化的電力市場建立,,跨國跨洲電力市場交易電量占電力總消費的比例大幅提高。