能源革命的宏偉藍(lán)圖

   鋰電世界  世界能源在經(jīng)歷了以柴薪等為主的生物質(zhì)能源，以煤炭、石油為主的碳基能源之后，誰將成為未來世界能源的主宰者？這是當(dāng)今全世界關(guān)注、研究、探討的熱門話題。

    隨著能源生產(chǎn)和消費(fèi)總量持續(xù)增大，化石能源大量開發(fā)和利用導(dǎo)致能源資源的緊張、環(huán)境污染以及全球氣候變化等問題日益突出，以清潔能源為主體的新一波能源革命，正通過全球能源互聯(lián)網(wǎng)的建立，漸漸占據(jù)能源變革中的主導(dǎo)地位。

    這一變革也帶來了世界能源流的變化。電能作為清潔能源最常見的載體，在全球能源互聯(lián)網(wǎng)中將逐步取代以石油、煤炭、天然氣等為主體的傳統(tǒng)能源傳輸形式，必將為全球帶來綠色、智能、泛在的新型能源流。

    綠色：能源優(yōu)化的必然趨勢

    清潔能源既包括新能源和可再生能源的綠色開發(fā)利用，也包括傳統(tǒng)化石能源的綠色轉(zhuǎn)化消費(fèi)。

    在全球能源互聯(lián)網(wǎng)中，綠色清潔能源必將占據(jù)世界能源的主導(dǎo)地位。美國電動汽車公司特斯拉的熱潮在2014年持續(xù)發(fā)酵。特斯拉2003年成立，直到2013年的一季度財報才顯示10年來首次扭虧為盈，隨后，其生產(chǎn)的電動汽車在全球受到熱烈追捧。這就是典型事例。

    特斯拉的成功，毋庸置疑是商業(yè)模式的成功，但更深層次的原因，是得益于世界范圍內(nèi)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)和能源消費(fèi)模式的變革。

    雖然化石能源的供應(yīng)危機(jī)重重，但人類生產(chǎn)、生活對能源的旺盛需求卻不曾削減。這一矛盾，直接改變了以石油、煤炭等傳統(tǒng)化石能源在世界能源結(jié)構(gòu)中的主導(dǎo)地位，使得實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)多元化成為一種必然選擇。

    與傳統(tǒng)化石能源逐漸捉襟見肘形成鮮明對比的，是全球新能源和可再生能源的高歌猛進(jìn)。隨著傳統(tǒng)化石能源的日益減少和人類可持續(xù)生存與發(fā)展的需要，水能、太陽能、風(fēng)能等可再生能源，正逐步從補(bǔ)充性能源向替代能源和能源主要構(gòu)成部分轉(zhuǎn)變。

    然而，新能源和可再生能源在通常情況下無法被直接使用，需要轉(zhuǎn)換成電能被利用。同時，電能可以較為方便地轉(zhuǎn)換為機(jī)械能、熱能等其他形式的能源，并實(shí)現(xiàn)精密控制。因此，在能源供應(yīng)端加大新能源和可再生能源的占比，在能源消費(fèi)端則表現(xiàn)為清潔便捷的電能在能源消費(fèi)比重的增加。

    同時，隨著近年來可再生能源的迅速發(fā)展，清潔能源發(fā)電量占全社會發(fā)電量的比重逐年提高，進(jìn)一步提高了電能清潔性。而在終端能源消費(fèi)中廣泛替代化石能源，能顯著提高能源利用效率。

    世界許多國家和地區(qū)正在實(shí)施這項(xiàng)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型重任。2010年9月，德國政府公布了一項(xiàng)被全球公認(rèn)為雄心勃勃的能源轉(zhuǎn)型目標(biāo)：新能源在用電量中的占比到2020年提升至35%，2050年提升至80%。美國也提出，到2050年可再生能源要占到能源消費(fèi)的80%。歐洲諸國的再生能源到2020年將達(dá)到20%。

    然而，在很長一段時間內(nèi)，新能源和可再生能源還不能完全取代化石能源。因此，利用清潔技術(shù)和節(jié)能技術(shù)，集中將化石能源轉(zhuǎn)化為清潔的電能，在能源消費(fèi)終端，以電能消費(fèi)替代對化石能源的直接使用，也能實(shí)現(xiàn)化石能源的綠色消費(fèi)。

    電能作為二次能源，其最大的特點(diǎn)是在終端應(yīng)用環(huán)節(jié)不產(chǎn)生污染排放。即使火力發(fā)電排放的污染物，也能夠通過采取各種技術(shù)措施集中規(guī)模化處理，污染物排放強(qiáng)度和治理成本也大大低于傳統(tǒng)分散燃燒方式。

    這也是全球電能在終端能源消費(fèi)中所占的比重總體呈上升趨勢，能源消費(fèi)電氣化趨勢日漸明顯的主要原因。根據(jù)IEA對世界能源消費(fèi)格局的預(yù)測，到2030年，發(fā)電用能占世界一次能源消費(fèi)的比重將達(dá)到41.4%。

    因此，不論是新能源和可再生能源的綠色開發(fā)利用，還是傳統(tǒng)化石能源的綠色轉(zhuǎn)化消費(fèi)，高效、清潔、綠色的電能是全球能源互聯(lián)網(wǎng)中能源流的主體。

    智能：電力流的互聯(lián)網(wǎng)范式

    在全球能源互聯(lián)網(wǎng)中，以電力流為主體的能源流的傳輸，不同于傳統(tǒng)的以“運(yùn)”“輸”為主的石油、煤炭、天然氣等化石能源流。而借助于智能電網(wǎng)這一載體，不僅可以傳輸能源，也能夠傳輸信息。用美國著名咨詢管理公司埃森哲公司大中華區(qū)副總裁丁民丞的話來講，電力流就是最接近互聯(lián)網(wǎng)的物理存在方式。

    能源流以電力的形式傳輸，全球能源網(wǎng)才能實(shí)現(xiàn)新能源的兼容，并像互聯(lián)網(wǎng)一樣，實(shí)現(xiàn)能源傳輸和使用、供電和用戶之間的互聯(lián)互通、雙向互動、實(shí)時響應(yīng)。

    而新型能源流的物理載體??智能電網(wǎng)，對風(fēng)電、太陽能發(fā)電、海洋能發(fā)電等間歇式不穩(wěn)定電源以及其他分布式電源有著較強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠保障各類能源的友好接入和各種用能設(shè)備的即插即用。同時，它還能夠與互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、智能移動終端等相互融合，滿足用戶多樣化的需求。

    正如美國著名經(jīng)濟(jì)學(xué)家杰里米·里夫金為未來能源暢想的那樣，讓億萬人能夠在自己的家中、辦公室里和工廠里生產(chǎn)綠色可再生能源。然后，可以將這些能源儲存，并用綠色電力為自己的樓房、機(jī)器和汽車供電。多余的電力則可以與他人分享，就像現(xiàn)在在網(wǎng)絡(luò)上分享信息一樣。

    華為企業(yè)BG Marketing與解決方案銷售部總裁何達(dá)炳認(rèn)為：“更美好的智能電網(wǎng)，是一個每一處、每一秒、每一瓦電，都將用戶、電力、設(shè)備緊密聯(lián)接在一起的電網(wǎng)，是一個無時不在、無處不在、無瓦不用的全聯(lián)接電網(wǎng)。”

    泛在：全球能源的優(yōu)化配置

    能源的配置過程，就是能源的流動過程。

    全球能源互聯(lián)網(wǎng)中，清潔電力智能流動，使得能源流具有無所不在、無所不包、無所不能的特征，能夠?qū)崿F(xiàn)能源流在任何時間、任何地點(diǎn)、任何終端的順暢流動。

    這一特點(diǎn)，顛覆了現(xiàn)有的全球能源資源配置格局，打破了地域邊界，實(shí)現(xiàn)不同能源的集中、高效、清潔開發(fā)，并使全球資源配置成為可能。

    不同能源品種和不同地區(qū)存在很大差異。礦產(chǎn)資源開發(fā)只能在資源產(chǎn)地進(jìn)行，因此資源分布的空間特征就決定了資源采掘布局的集中。問題在于，這種資源生產(chǎn)的布局集中狀態(tài)與不同消費(fèi)結(jié)構(gòu)所形成的消費(fèi)地域集中狀態(tài)存在著明顯的空間不吻合性或非對稱性。這也是能源生產(chǎn)與消費(fèi)存在差異，并引起能源流動的根本原因所在。

    因此，能源的產(chǎn)消差異和空間流動成為一種必然。長期以來，石油作為世界能源的主角，在全球能源流動中最為活躍，體現(xiàn)出強(qiáng)烈的生產(chǎn)與消費(fèi)空間的分離特征，因此世界能源流在一定程度上可以看作是石油流。中東和俄羅斯石油產(chǎn)量約占全球的45%，其消費(fèi)量只占13%；北美、歐洲和亞太石油產(chǎn)量只占全球的36%，而消費(fèi)量卻占76%以上。由此國際石油貿(mào)易量占全球產(chǎn)量的61%以上。

    風(fēng)能、太陽能等可再生能源的集中規(guī)模化開發(fā)和應(yīng)用，比傳統(tǒng)化石能源受到更多的地域限制，因?yàn)榭稍偕茉词遣荒堋耙苿印钡谋镜刭Y源，就目前的技術(shù)現(xiàn)狀來看，無法實(shí)現(xiàn)把赤道的“陽光”和北極的“風(fēng)”運(yùn)到需要的地方去發(fā)電。包括太陽能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮芎秃Ｑ竽艿鹊目稍偕茉矗枰偷亻_發(fā)和利用，因此可再生能源的配置，在很大程度上，是電能的配置。同時，即使是傳統(tǒng)的發(fā)電用能，如煤炭等，為了實(shí)現(xiàn)高效開發(fā)和利用，考慮到經(jīng)濟(jì)性的問題，也需要實(shí)現(xiàn)以電能為形式的流動。

    因此，在能源資源富集地區(qū)，就近建立大型風(fēng)電基地、光伏基地、煤電基地，甚至油氣基地，并通過全球能源互聯(lián)網(wǎng)將這些基地連接起來，以電力流的形式在全球范圍內(nèi)進(jìn)行配置，如此，來消除能源生產(chǎn)與消費(fèi)的地理不平衡性，最終促成全球能源的高效配置。

    這正是中國科學(xué)院院士何祚庥提出能源利用實(shí)現(xiàn)“天下為公”“世界大同”的最終方案。

    全球能源互聯(lián)網(wǎng)，是以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、以輸送清潔能源為主導(dǎo)、全球互聯(lián)的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。在行進(jìn)著的能源革命中，以電力為載體的清潔能源在全球高效流動配置，人們將能夠在世界的不同角落，像分享互聯(lián)網(wǎng)上的信息一樣分享電力，便利地享受新的能源帶來的文明成果。

    這就是新一波能源革命浪潮美好而又宏偉的藍(lán)圖。