大數(shù)據(jù)與電網(wǎng)的融合將成為未來電網(wǎng)的發(fā)展方向

近些年，隨著全球經(jīng)濟(jì)總量和規(guī)模日益加大，全球面臨的能源資源瓶頸和生態(tài)失衡日趨嚴(yán)重。根據(jù)國際能源署測算，目前，煤炭在全球一次能源消費中的比重約為27%，石油為33%，天然氣為21%，化石能源合計為81%。而包括水電、核電、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能在內(nèi)的非化石能源等僅占19%。未來，新能源比重拓展空間十分巨大。
  國家電網(wǎng)公司董事長劉振亞在其著作《全球能源互聯(lián)網(wǎng)》中，提出的清潔替代和電能替代(“兩個替代”)對改變?nèi)蚰茉粗刃?，維護(hù)全球能源安全，重塑全球能源治理架構(gòu)，實現(xiàn)人類能源可持續(xù)發(fā)展具有極為重大的戰(zhàn)略意義?！皟蓚€替代”代表著全球能源發(fā)展的大趨勢，也代表著全球能源治理的新架構(gòu)。
  從國內(nèi)情況看，中國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展面臨資源制約、環(huán)境污染、生態(tài)退化的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，粗放的資源依賴型的發(fā)展方式已難以為繼。2012年，我國一次能源總消耗已達(dá)到36.2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占全球的21%，創(chuàng)造了11%的GDP。我國單位GDP能耗是世界平均水平的2倍，是發(fā)達(dá)國家的4倍，高能耗、高排放、低效率的發(fā)展方式導(dǎo)致總能耗不斷上升。我國工業(yè)行業(yè)單位能耗，如粗鋼能耗、水泥綜合能耗、有色金屬綜合能耗、煉油單位能量因數(shù)能耗、乙烯綜合能耗以及火電供電煤耗等，與世界先進(jìn)水平相比仍有較大差距。近10年來，我國能源消費彈性系數(shù)平均高達(dá)0.7左右，能源環(huán)境壓力和發(fā)展瓶頸日益增大。
  國際經(jīng)驗表明，發(fā)達(dá)國家在第一和第二次工業(yè)革命中，對化石能源的過度消耗和對地球環(huán)境容量的過度占用，造成了今天世界性資源缺乏和全球生態(tài)安全以及氣候變化等全球環(huán)境災(zāi)難，嚴(yán)重壓縮了未來全球的資源供給和環(huán)境容量的空間。因此，發(fā)展中國家不可能再沿襲發(fā)達(dá)國家以無節(jié)制地消耗地球資源和以生態(tài)環(huán)境損壞為代價的工業(yè)化模式。
  當(dāng)前，僅占全球國家數(shù)額20%的發(fā)達(dá)國家擁有10多億人口，其人均能源消費高達(dá)6.5噸標(biāo)準(zhǔn)煤，是發(fā)展中國家的3.8倍。在其能源消費總量基本趨于穩(wěn)定的情況下，可以通過大力發(fā)展可再生能源來替代化石能源消費，改善能源結(jié)構(gòu)，逐漸向可再生能源體系過渡。
  此外，全球能源消費與資源稟賦之間存在空間的異質(zhì)性，如何克服能源分布的不平衡和稟賦差異，使其更有效率地服務(wù)于整個人類社會，形成覆蓋全球的能源供需平衡與調(diào)節(jié)體系，是未來世界可持續(xù)發(fā)展面臨的巨大挑戰(zhàn)。我們需要一種新的全球能源體系和能源治理架構(gòu)，以解決上述發(fā)展困境和難題，因此，全球能源互聯(lián)網(wǎng)呼之欲出。
  隨著以制造數(shù)字化、能源網(wǎng)絡(luò)化、電力分散化、汽車電動化為核心的第三次工業(yè)革命的到來，以互聯(lián)網(wǎng)通信以及分布式可再生能源相結(jié)合的全球能源互聯(lián)網(wǎng)正在形成。
  全球能源互聯(lián)網(wǎng)由跨洲、跨國骨干網(wǎng)架和各國各電壓等級電網(wǎng)構(gòu)成，連接“一極一道”(北極、赤道)大型能源基地，可適應(yīng)各種集中式、分布式電源，能夠?qū)L(fēng)能、太陽能、海洋能等可再生能源輸送到各類用戶，是服務(wù)范圍廣、配置能力強、安全可靠性高、綠色低碳的全球能源配置平臺，具有網(wǎng)架堅強、廣泛互聯(lián)、高度智能、開放互動的特征。
  全球能源互聯(lián)網(wǎng)可以有效解決全球能源資源分布和市場需求嚴(yán)重失衡的問題。如今，貿(mào)易全球化、生產(chǎn)全球化、金融全球化、區(qū)域經(jīng)濟(jì)一體化等早已滲透到能源領(lǐng)域，各國能源相互依賴加深，能源安全已經(jīng)超越消費國和生產(chǎn)國的界限，呈現(xiàn)出全球化的特征。以石油為例，中東和俄羅斯石油產(chǎn)量約占全球的45%，其消費量只占13%;北美、歐洲和亞太石油產(chǎn)量只占全球的36%，而消費量卻占76%以上。
  在清潔能源消納方面，由于能源消費市場不集中，加上風(fēng)能、太陽能集中規(guī)?；_發(fā)，特高壓遠(yuǎn)距離電力傳輸技術(shù)正成為必然趨勢。因此，要消納更多清潔能源，并且解決分配消費市場與能源富集地的之間的矛盾，必須加快全球能源合作，實現(xiàn)“能源一體化”，創(chuàng)造一個更加一體化、競爭充分的市場和能源合作機制。比如，建立地區(qū)性共享能源儲備，構(gòu)筑面向未來的，包括天然氣管道建設(shè)、智能電網(wǎng)建設(shè)、新能源網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在內(nèi)的能源基礎(chǔ)設(shè)施藍(lán)圖等。
  全球能源互聯(lián)網(wǎng)帶來能源使用形式、生產(chǎn)方式、存儲形式、分享機制等廣泛變革。根據(jù)世界生物能源協(xié)會預(yù)測，到2020年，30%的電力將來自綠色能源。以交通為例，到2030年，電動汽車的充電站和氫能源燃料電動車會普及全球，并將成為提供分散式輸電、送電，且可移動的電力基礎(chǔ)設(shè)施。到2040年，75%的輕型汽車將由電驅(qū)動。電動汽車將成為能源互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，為氫燃料車、家庭和工廠提供充足的電力，并形成全新的經(jīng)濟(jì)模式。 
  隨著大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，能源管理智能化已經(jīng)成為新的大趨勢。一方面，能源產(chǎn)業(yè)可以利用大數(shù)據(jù)分析天然氣或其他能源的購買量、預(yù)測能源消費、管理能源用戶、提高能源效率、降低能源成本等。另一方面，大數(shù)據(jù)與電網(wǎng)的融合可支持智能電網(wǎng)的發(fā)展，涉及從發(fā)電到用戶的整個能源轉(zhuǎn)換過程和電力輸送鏈，與智能電網(wǎng)相關(guān)的，如智能電網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)、大規(guī)模新能源發(fā)電及并網(wǎng)技術(shù)、智能輸電網(wǎng)技術(shù)、智能配電網(wǎng)技術(shù)及智能用電技術(shù)等，都是未來電網(wǎng)的發(fā)展方向。
因此，做好能源互聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略頂層設(shè)計已經(jīng)勢在必行。我國必須以發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)為契機，加快提升基礎(chǔ)制造和能源生產(chǎn)能力，做好關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備的儲備，將積極發(fā)展全球能源互聯(lián)網(wǎng)提升為重大的國家戰(zhàn)略。