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1、全球能源互联网李晓东主要主要内容内容全球能源发展现状全球能源发展现状分析全球能源资源分布和发展现状，总结当前世界能源发展所面临的主要挑战清洁替代与电能替代清洁替代与电能替代世界风电和太阳能发电发展趋势，阐述“两个替代“的必然性及其在能源革命中的重要地位。全球能源电力供需全球能源电力供需分析能源、电力供需主要影响因素，预测全球电力需求总量和结构，提成绩未来全球能源开发重点和布局。对全球电力供需和电力流进行了展望。构建全球能源互联网构建全球能源互联网阐述了全球能源互联网与坚强智能电网的内在联系，提出构建全球能源互联网的设想和架构。研究了全球能源互联网的合作机制，并初步评估了全球能源互联网的综合效益
2、。全球能源互联网研究与实践全球能源互联网研究与实践阐述了全球能源互联网技术创新的重要性和重点领域技术革新，介绍了去啊你去能源互联网研究和实践基础全球能源互联网改变世界全球能源互联网改变世界从能源、经济、社会、文明四个维度，展望全球能源互联网对未来世界的重大影响和推动作用。第一章第一章 全全球能源球能源发展展现状与挑状与挑战全球能源全球能源发展展现状状基本情况基本情况v近20年，世界能源总体上形成了煤炭、石油、天然气三分天下，清洁能源快速发展的新格局 全球能源互联网全球能源全球能源发展展现状状基本情况基本情况能源类型剩余可采储量折合标准煤尚可开采煤炭8925亿吨6240亿吨113年石油2382亿
3、吨3336亿吨53年天然气186万亿立方米2424亿吨55年能源类型剩余可采储量折合标准煤尚可开采煤炭1144亿吨817亿吨31年石油24亿吨35亿吨12年天然气33万亿立方米44亿吨28年全球主要能源资源中国主要能源资源v全球化石能源虽然储量大，但随着工业革命以来数百年的大规模开发利用，正面临着资源枯竭、污染排放严重的等现实问题 全球能源互联网全球能源全球能源发展展现状状050000100000150000200000 250000 300000 350000 400000 450000 500000清洁能源化石能源全球化石能源储量和清洁能源可开发量比较资源当量（亿吨标准煤）v全球风能、水能
4、、太阳能等清洁能源资源非常丰富相当于全球化石能源剩余探明可采储量的38倍。全球能源互联网全球能源全球能源发展展现状状能源消费能源消费3730.75741.57181.88590.59390.510939.012170.013105.094%93%89%87%87%87%87%85%Series 1Series 319651975198519952000200520102015-2000.04000.06000.08000.010000.012000.014000.080%82%84%86%88%90%92%94%96%全球一次能源消费总量及化石能源占比v世界能源消费结构长期以化石能源为主，但其
5、所占比重正逐步下降v全球能源消费呈现总量和人均能源消费量持续“双增”的态势。全球能源互联网全球能源全球能源发展展现状状能源消费能源消费19652016North AmericaS.&Cent.AmericaEurope&EurasiaMiddle EastAfricaAsia Pacificv亚太地区逐渐成为世界能源消费总量最大、增速最快的地区。全球能源全球能源发展展现状状能源生产能源生产p1980-2013年间，化石能源仍在支撑着世界经济发展p石油年产量增长33.7%，年均增长0.9%p中东、非洲地区石油产量增长较快，北美地区增长放缓p天然气产量增长1.3倍，年均增长2.6%p欧洲已成为世界
6、天然气主产区p煤炭年产量增长1.1倍，年均增长2.3%p亚太地区已成为世界煤炭主产区p2000-2013年，风力和太阳能发电装机容量增长迅猛，但比重仍然较低p风力发电装机容量增长17倍p太阳能发电装机容量增长111倍能源贸易（原油）能源贸易（天然气）全球能源全球能源发展展现状状化石能源化石能源p化石能源在全球储量分布不均衡p煤炭生产和消费集中于亚太地区p中国是世界上最大煤炭生产/消费国p石油生产集中于中东、中南美和北美地区p石油消费遍及全球，故而石油贸易相对发达p天然气生产主要集中于欧洲、欧亚大陆和北美p天然气贸易正在快速增长p非常规油气储量丰富，但开发难度较大全球能源全球能源发展展现状状清洁
7、能源清洁能源p以清洁能源替代化石能源将成为全球能源发展的重要趋势p清洁能源最主要的利用方式，是将其转化为电能电能p水能是技术最成熟、经济效益最高、已开发规模最大的清洁能源p中国是水能理论蕴藏量最高的国家全球能源全球能源发展展现状状清洁能源清洁能源p风能和太阳能主要富集于“一极一道一极一道”地区p一极一道，即北极圈及其周边地区和赤道及附近地区p风能当前利用规模仅次于水能p俄罗斯、格陵兰岛（丹）是风能理论可开发量最高的两个国家/地区p太阳能发电是当前发展最快的清洁能源发电品种p德国是目前太阳能发电量最大的国家全球能源全球能源发展展现状状清洁能清洁能源源p核能是清洁能源p但受一系列核电站事故影响，核
8、电发展陷入停滞。2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010201120122013 201420152016-500.01000.01500.02000.02500.03000.03500.04000.04500.02000-2016年全球核能消费总量（Mtoe）全球能源全球能源发展展现状状电力生产电力生产p电力是清洁高效的二次能源1985199019952000200520102015-5000.010000.015000.020000.025000.030000.01985-2015全球发电机装机容量（TWh）Asia Pa
9、cificAfricaMiddle EastEurope&EurasiaS.&Cent.AmericaNorth Americav电力供应仍以煤电、气电等化石能源发电为主，但逐渐呈现清洁化的趋势全球能源互联网全球能源全球能源发展展现状状电网发展电网发展p近年来电网体量逐渐扩大，电网间互联关系逐渐加深，电压等级不断提高，电能输送距离大幅提升。规模最大的国家级电网，最高电压1000kV/800kV互联程度最高的跨国电网，大量接入清洁能源覆盖美加墨的北美互联电网，美国自加拿大、墨西哥进口电能最高电压：765kV跨国互联程度不高最高电压500kV全球能源全球能源发展展现状状电网发展电网发展p近年来电网
10、体量逐渐扩大，电网间互联关系逐渐加深，电压等级不断提高，电能输送距离大幅提升。国内/跨国互联电网v北美电网共有9家主要运营商，分为4个同步电网，异步互联全球能源全球能源发展展现状状电网发展电网发展p近年来电网体量逐渐扩大，电网间互联关系逐渐加深，电压等级不断提高，电能输送距离大幅提升。国内/跨国互联电网v欧洲(西欧)电网是互联程度最高的洲际电网，共有5个同步电网异步互联全球能源全球能源发展展现状状电力贸易电力贸易全球能源全球能源发展展现状状电力消费电力消费v全球电力消费持续快速增长，增速超过一次能源消费增速。全球能源互联网198519861987198819891990199119921993
11、199419951996199719981999200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520160.05000.010000.015000.020000.025000.030000.0用电量用电量全球能源全球能源发展展现状状电力消费电力消费中国是总用电量最高的国家，占全球用电量的27%，人均用电4130kWh冰岛是人均年用电量最高的国家，人均用电50613kWh美国总用电量仅次于中国，人均用电12077kWhv亚洲、中南美等地区的新兴经济体用电增速明显高于欧美等发达地区。全球能源互联网乍得是人均用电量最少的
12、国家*，人均用电16kWh全球能源全球能源发展面展面临的挑的挑战能源供应面临的挑战能源供应面临的挑战p能源消费总量快速增长p化石能源储量有限、不可再生p能源资源与能源消费呈逆向分布，能源开发越来越像少数国家和地区集中p能源供应成本“一升一降”p化石能源开采成本逐渐上升p清洁能源开发成本下降，但仍处于高位第一章第一章 小小结化石能源依然是全球最重要的一次能源化石能源依然是全球最重要的一次能源p但其储量有限，分布不均，利用时污染严重清洁能源将在未来替代化石能源清洁能源将在未来替代化石能源p清洁能源的主要利用方式是将其转换为电能建立覆盖范围更为广泛的电网，能够促进区域间能源贸易，平衡能源供需矛盾，开
13、辟安全、清洁、高效的能源可持续发展之路全球能源互联网全球能源互联网第二章第二章 清清洁替代与替代与电能替代能替代清清洁替代替代定义定义p清洁替代，是指在能源开发上，以清洁能源替代化石能源，逐步实现从“化石能源为主、清洁能源为辅”向“清洁能源为主，化石能源为辅”转变。50 by 50Cheap renewable energy and batteries fundamentally reshape the electricity system.Batteries boom means that half of the worlds electricity by 2050 will be gene
14、rated from wind and solar.Bloomberg NEF清清洁替代替代More than one-quarter of global electricity is generated by wind and solar PV by 2040 in the 450 Scenario IEA风电发展情况展情况装机容量装机容量v中国是全世界风电装机容量最高的国家，总装机容量7716万千瓦v丹麦是风电占用电量比重最高的国家，该国高达34%的用电量来自于风力发电风电发展情况展情况技术发展技术发展v单机容量逐步增加，主流单机容量已达到1.52MWv变速恒频技术和可变桨距功率调节技术v
15、功率预测能力和功率调节能力风电发展情况展情况成本控制成本控制v陆上风机投资成本约900欧元/千瓦v中国风电度电成本约0.450.55元太阳能太阳能发电发展情况展情况装机容量装机容量v中国是全世界光伏发电设备装机容量最高的国家，产能占全球的32%v德国是最倚重光伏发电的国家太阳能太阳能发电发展情况展情况v光伏复合储能技术提高电能利用率，减少输出波动，降低线损电网友好电网友好太阳能太阳能发电发展情况展情况成本控制成本控制v陆上光伏电厂投资成本约9千1.1万元/千瓦v中国光伏发电度电成本约0.71.2元清清洁替代替代技术挑战技术挑战p能源高效转换技术p清洁能源并网消纳技术p极端条件下的风电和太阳能发
16、电技术p清洁能源的成本控制p对电网安全运行带来的影响电能替代能替代定义定义p电能替代，是指在能源消费上，以电能替代煤炭、石油、天然气等化石能源直接消费，提高电能在终端能源消费中的比重，并最最终成为最主要的终端能源品种终成为最主要的终端能源品种p电能的优势电能的优势p能量形式转换简便，用途广泛p能量利用率高p安全无污染p电能的劣势电能的劣势p价格较高p难以大规模储存电能替代能替代以电代煤以电代煤v煤炭在开采、运输和燃烧过程中均会产生严重的污染v煤炭的运输成本很高v大型燃煤锅炉的燃烧效率明显高于小型锅炉电能替代能替代电热供暖电热供暖v北欧地区取暖用能源形式占比v到2040年，电能将会在供暖能源中扮
17、演更为重要的角色World Energy Outlook,IEA电能替代能替代以电代油以电代油v小型内燃机的能量转换效率仅有25%-45%v大型燃油涡轮发电机的效率可达50-55%v电动机的能量转换效率可达90%以上电能替代能替代港口岸电港口岸电v一艘中型集装箱船靠港期间24小时排放的PM2.5污染物，相当于50万辆国四重型货车一天的排放量v岸电设施直接向船舶提供380V-10kV电力接入，大幅降低港区大气污染物排放量电能替代能替代远期前景远期前景p及至2050年，仅电动汽车充电消耗的电能就可能达到城市总消耗电能的一半第三章第三章 全球全球电力供需力供需格局格局全球能源供需全球能源供需经合组织
18、国家能源自足率经合组织国家能源自足率v除北美外，其他经合组织成员国能源自足率均低于50%v煤炭和原油贸易增量很小v天然气贸易较快增长v可再生能源利用大幅增长全球全球电力需求力需求电力需求发展趋势（电力需求发展趋势（2014-20402014-2040）v及至2040年中国、印度等新兴经济体的电力需求较2014年将有2-3倍增长v欧美等成熟经济体电力需求增长相对较小World Energy Outlook,IEA全球全球电力生力生产电力供应发展趋势（电力供应发展趋势（2014-20402014-2040）v相比于火电、水电、核电等传统发电方式，新能源发电量将有明显增长，尤其是风电和太阳能发电Wo
19、rld Energy Outlook,IEA全球全球电力力供需供需各大洲电力供需各大洲电力供需亚洲电力需求保持较快增长，未来电力供应缺口不断增大，是电力受入型地区欧洲电力需求趋于饱和，电能替代带来巨大的可再生能源受入需求，是传统的电力受入型地区北美洲电力需求量大但资源储量丰富，电力供需以自我平衡为主非洲地区可再生能源资源非常丰富，电力需求少，是电力输出型地区南美洲电力需求增长较快，考虑赤道地区太阳能发电后总体是自我平衡型地区大洋洲资源富集，电力需求相对较少，但输出非常困难清清洁能源分布能源分布风能蕴藏情况风能蕴藏情况v全球风力图显示，北极沿岸地区、格陵兰岛等有着丰富的风能储备v当前的风电开发主
20、要集中在沿海地区和内陆平原地区清清洁能源分布能源分布太阳能蕴藏情况太阳能蕴藏情况“一极一道一极一道”定义定义p“一极一道“指的是北冰洋沿岸和赤道地区p北冰洋沿岸（俄罗斯北部、格陵兰岛）拥有丰富的风能资源p赤道地区拥有丰富的太阳能资源全球全球电力流力流全球电力流发展预期全球电力流发展预期p一极一道电力外送p赤道地区向欧洲输送p北极地区向亚洲、北美输送p大洲之间电力互补第四章第四章 全球全球能源互能源互联网构想网构想全球能源互全球能源互联网网全球能源互联网是以特高压电网为骨干网架，以输送清洁能源为主导，全球互联泛在的坚强智能电网全球能源互联网全球能源互全球能源互联网网总体布局总体布局p全球能源互联
21、网发展的核心是建设连接包括“一极一道”在内的全球各类清清洁能源基地洁能源基地与主要负荷中心主要负荷中心的跨国跨州骨干网架和洲际联网通道国内/跨国互联电网v北美电网共有9家主要运营商，分为4个同步电网，异步互联全球能源互全球能源互联网网总体布局总体布局p全球能源互联网发展的核心是建设连接包括“一极一道”在内的全球各类清清洁能源基地洁能源基地与主要负荷中心主要负荷中心的跨国跨州骨干网架和洲际联网通道国内/跨国互联电网v欧洲(西欧)电网是互联程度最高的洲际电网，共有5个同步电网异步互联全球能源互全球能源互联网网基本原则基本原则p清洁发展原则p全球配置原则全球能源互全球能源互联网网发展阶段发展阶段建立
22、广泛共识启动大型清洁能源基地建设 2020年2030年2030年2040年2040年2050年按需求和建设难度，逐步推动一极一道等大型能源基地开发和跨州联网建设逐步形成全球互联格局推动实现两个替代目标全球能源互全球能源互联网网重要特征重要特征p网架坚强p广泛互联p高度智能p自动化与智能化p开放互动p消费者与生产者平等参与p能源与信息自由流动p开展综合能源服务全球能源互全球能源互联网网环境效益环境效益p到2050年，清洁能源替代能够大幅减排二氧化碳，较2009年下降50%，实现“将全球平均气温上升幅度控制在2以内*”的目标*“Holding the increase in the global
23、average temperature to well below 2 C above pre-industrial levels and pursuing efforts to limit the temperature increase to 1.5 C above pre-industrial levels.”v全球主要能源需求和相关碳排放量趋势预测（按政策路线区分）World Energy Outlook,IEA全球能源互全球能源互联网网经济效益经济效益p保障能源长期稳定供应p购买远程输送电力成本相比本地开发更为低廉p时区之间电能产出曲线和消费曲线互补p拉动全球能源基础设施投资和经济增
24、长v2016-2040全球电力设施累计投资额预估v在2020年，为达到巴黎协定设定的目标，电力供应设施的建设投资将超出化石能源供应设施投资World Energy Outlook,IEA第五章第五章 构建全球能源构建全球能源互互联网的技网的技术基基础电源技源技术新能源类电源新能源类电源p更高效、更长寿命、更低价格的光伏发电设备p规模更大，抗风能力更强，能够耐受极端气候的风能发电设备传统电源传统电源p提高传统电厂（火电厂）的出力调节范围和速度电力力输送送特高压输电技术和装备特高压输电技术和装备p交流特高压p在大型同步电网内部远距离输送电能p构建更为坚强的电网架构p直流特高压p在同步电网之间输送电
25、能p从资源富集地区向电力消耗集中地区远距离点对点输送储能技能技术v各种储能技术的性能特征以及经济性有着很大的差异v抽水蓄能技术在实际应用中占据极大的比重，但电池、氢储能技术正在快速发展中World Energy Outlook,IEA智能化和信息通信技智能化和信息通信技术智能化技术智能化技术p更全面的设备运行信息采集技术p更智能的电网调度和控制技术信息通信信息通信p大范围海量数据汇集和传送p大容量光通信网络p4G无线专网p高效协同办公能力第六章第六章总结和思考和思考全球能源互全球能源互联网改网改变世界世界构筑能源发展新格局构筑能源发展新格局p突破资源约束，人人享有充足的清洁能源p突破时空约束，清洁能源实现高效利用p突破环境约束，清洁能源成为主导能源激发经济增长新活力激发经济增长新活力p增强发展动力，全面提升经济质量p释放创新红利，带动新兴产业发展p推动合作共赢，促进世界经济协调发展Thanks.