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  山东大学学报(工学版)  2017, Vol. 47 Issue (6): 134-142  DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2017.539
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引用本文 

李海石, 徐向艺, 张磊. “一带一路”背景下全球能源互联网运行机制构建[J]. 山东大学学报(工学版), 2017, 47(6): 134-142. DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2017.539.
LI Haishi, XU Xiangyi, ZHANG Lei. Operating mechanism establishment of the global energy interconnection under "the Belt and Road Initiative" situation[J]. Journal of Shandong University (Engineering Science), 2017, 47(6): 134-142. DOI: 10.6040/j.issn.1672-3961.0.2017.539.

基金项目

国家电网公司科技资助项目(SGSDDK00KJJS1600067)

作者简介

李海石(1992—),男,山东东营人,博士研究生,主要研究方向为企业管理. E-mail:lihaishi99@163.com

文章历史

收稿日期:2017-09-12
网络出版时间:2017-11-28 21:57:27
“一带一路”背景下全球能源互联网运行机制构建
李海石1,2, 徐向艺1,2, 张磊3     
1. 山东大学管理学院,山东 济南 250100;
2. 全球能源互联网(山东)协同创新中心,山东 济南 250061;
3. 国网山东省电力公司电力科学研究院,山东 济南 250003
摘要:随着清洁能源的大力发展与智能电网技术的不断成熟,特高压技术解决了超远距离电力传输调度问题,在当今全球化进程中全球能源互联已成为现阶段急需解决的重大问题,也是实现全球经济与能源可持续发展的重要战略规划。全球能源互联需要世界各国在能源领域进行全方面合作,打破不同发展水平国家间的能源准入壁垒,将世界各国的资源及能源性企业联合起来,形成一套互信互惠的能源交易运行机制,并探索适用于全球能源互联的商业模式,以保障全球能源互联网的建设有序开展。通过现阶段“一带一路”发展战略对全球能源发展现状及全球能源互联网现阶段取得成果的分析,对全球能源互联网发展过程中的新型投融资机制、市场机制、协同创新机制以及组织保障机制的建设进行了探索,旨在提出全球能源互联运行当中面对的各种问题,为全球能源互联运行机制建设提供可行性方案,推动“一带一路”与构建全球能源互联网两大战略的耦合与互动。
关键词“一带一路”    全球能源互联网    清洁能源    运行机制    多元化融资平台    
Operating mechanism establishment of the global energy interconnection under "the Belt and Road Initiative" situation
LI Haishi1,2, XU Xiangyi1,2, ZHANG Lei3     
1. School of Management, Shandong University, Jinan 250100, Shandong, China;
2. Global Energy Internet (Shandong) Collaborative Innovation Center, Jinan 250061, Shandong, China;
3. Electric Power Research Institute, State Grid Shandong Electric Power Company, Jinan 250003, Shandong, China
Abstract: With the vigorous development of clean energy and the maturing of smart grid technology, UHV technology could solve the scheduling problem of ultra-long-distance transmission of electronic power. The global energy interconnection has become a major issue urgently needed to be solved at this stage of globalization. It was also an important strategic plan for achieving sustainable global economic and energy development. Global energy interconnection requires all countries in the world to cooperate in all aspects of energy and open energy access among countries with different development levels so as to bring together resources and energy-based enterprises from all over the world to form a set of mutually beneficial energy trading operation mechanisms. Together, countries may explore the business model applicable to the global energy interconnection to ensure the orderly development of the global energy Internet. "The Belt and Road Initiative" at this stage was analyzed, which is about global energy development status and the performance gained of global energy internet. The construction of new investment and financing mechanism, market mechanism, collaborative innovation mechanism and organizational guarantee mechanism in the process of global energy internet development were explored. In order to drive the coupling and interaction between "the Belt and Road Initiative" and the strategy of global energy internet establishment, the problems were put forth that would be encountered during the operation of global energy interconnection, and feasible scheme was proposed for the construction of global energy interconnection operation mechanism.
Key words: "the Belt and Road Initiative"    global energy interconnection    clean energy    operating mechanism    diversified investment platform    
1 “一带一路”与构建全球能源互联网两大战略的耦合与互动

“一带一路”建设对于构建战略协作区和发展合作区具有非凡意义, 是开展国际能源合作重要的物质支撑。在“一带一路”倡议下提出的全球能源互联网(global energy interconnection)建设是21世纪能源发展机制的重大创新,是应对世界能源可持续发展问题的必由之路,也是“一带一路”能源领域建设的重要构想。全球能源互联网实质上是“智能电网+特高压电网+清洁能源”,其中智能电网是基础,特高压电网是关键,清洁能源是根本[1]。随着清洁能源经济性的快速提升,特高压输电技术更加先进成熟,智能电网技术进一步突破发展,全球电力联网将会得到前所未有的发展。当前能源资源分配不均衡的特征决定了能源资源全球配置的需求差异,而构建全球能源互联网是一项复杂的系统工程,需要政府、企业、社会组织乃至每个人的积极参与和共同行动。同时,在当今“互联网+”的新型商业思维模式下,不仅既有的传统产业需要进行理念的革新和技术的创新,能源领域不同方向的企业也应该用互联网思维考虑新型战略转型问题。全球能源互联网是一个开放的能源领域的生态系统,既具备了互联网的开放与包容,也要坚守能源行业与能源企业既有的稳定性[2]。在“一带一路”沿线进行的区域性能源互联将是全球能源互联一次区域性的创新与尝试,需要充分依靠中国发挥自身优势与有关国家既有的、新建的双边或多边机制,建立并借助互信、互融、互赢的区域合作平台,积极发展与沿线国家的经济合作伙伴关系,共同打造利益共同体。全球能源互联网的构建,既是实现“一带一路”战略的重要举措,也是对“一带一路”构想的丰富和具体化。

当前世界能源发展面临资源紧张、环境污染、气候变化三大难题。据国际能源署(International Energy Agency,IEA)2014年统计数据,全球消费煤炭、石油、天然气分别达到了82亿t、336亿桶和3.5万亿m3,依照现阶段全球开采强度,未来煤炭、石油和天然气资源技术可开发量仅能再开采110、53、54年。全球化石能源消费总量从1965年的51亿t标准煤增加到2014年的159亿t标准煤,在生产、运输、存储、使用各环节,对大气、水质、土壤、地貌等造成严重污染和破坏。全球化石能源消费目前每年排放1.2亿t SO2、1亿t NOx。化石能源的碳排放是气候变化的主要原因,且全球CO2排放总量仍以年均2%的速度增长。在未来想要最大程度解决这三大难题就必须走清洁发展道路,大力实施“两个替代”,优化全球能源领域内的资源配置,强化清洁能源在能源利用中的地位,全面革新全球能源需求方式[3]。构建全球能源互联网,推动能源生产和消费革命,是能源安全发展、清洁发展、可持续发展的必由之路。

表 1所示,截至2016年,燃煤和燃气发电依然是现阶段发电的主要手段,同时也意味着新能源在未来发展的潜力巨大。近几十年来,具备清洁特征的新能源发展迅速,2000年以来,全球风电、太阳能发电年均分别增长26%、45%,远远超过煤炭(3.6%)、石油(1.2%)、天然气(2.5%)的增速。截至2015年底,我国风电、太阳能发电装机容量分别达到1.283亿kW、0.415 7亿kW,分别比2000年增长了375倍、8 918倍,新能源发展势头比预期更快更猛。传统能源技术的进步加之绿色清洁新能源的发展,让越来越多的能源可以转化为电能。全球能源互联更是全球清洁能源、全球电能的有效互联,让所有能源都转化为电。清洁高效的二次能源各种终端能源都可用电能替代,实施电能替代对于提高终端能源利用效率具有显著优势。

表 1 2016年全球发电及装机容量结构比例 Table 1 2016 global generation and installed capacity structure

现阶段世界各国不仅正在积极推动以清洁低碳为核心的能源转型,纷纷制定清洁能源发展目标和规划。而且在智能电网领域,许多国家加快建设和升级改造,努力提高电网的灵活性、适应性和自愈能力。区域性电网互联趋势日益加快,欧洲超级电网、东北亚互联电网、北非向欧洲输电的“沙漠太阳能计划”等正在积极研究推进[4]。中国在能源转型发展方面开展了富有成效的工作,水电、风电和太阳能发电装机容量居世界首位,成功研发了特高压技术和装备,已商业化运营九条特高压交直流工程,为推进跨国跨洲联网提供了可行的技术选择。各国实践表明,当前建设全球能源互联网已具备良好基础和条件。

全球能源互联网的构建大体可分为国内互联、洲内互联、洲际互联三个阶段。按全球能源互联网合作组织(Global Energy Interconnection Development and Cooperation Organization,GEIDCO)的构想,现阶段到2020年,是通过推广“特高压”技术加快各国国内电网互联并进一步加快世界领域内的清洁能源开发利用的建设时期; 到2030年,加快洲际能源领域的合作与互联,推动洲内能源基地开发和电网跨国互联; 到2050年,在进一步完善多洲际能源互联的基础上加快“一极一道”能源基地开发,基本建成一个涵盖世界几大洲的全球能源互联网。表 2列出了全球能源互联网在通过洲内互联基础上,畅想建设的洲际之间的网络互联。

表 2 全球能源互联网构想 Table 2 Global energy internet conception

在全球范围内,构建全球能源互联网的战略构想得到日益广泛的认同,规划研究、技术探讨、政策设计、合作交流等相关工作正在不同层面以不同方式展开[5]。2017年5月14日, 中国国家主席习近平在“一带一路”国际合作高峰论坛开幕式上指出,“一带一路”倡议的提出是落实并践行全球能源洲际互联的重要途径,沿线各国要借助"一带一路"战略契机,以能源开发为切入点, 促进产业合作, 推动沿线周边国家能源战略布局, 深化国家间的战略合作关系, 提高自身在能源市场中的地位。

2 全球能源互联网建设现状透视与问题分析

全球能源互联网是一项全球电力能源系统领域内的具有变革性的世纪性“工程”,不仅需要完善各国国内电力网的建设也需要在洲际之间进行电力网络建设。构建全球能源互联网需要连接“一极一道”(北极、赤道)大型能源基地,适应各种集中式、分布式电源,能够将风能、太阳能、海洋能等可再生能源输送到各类用户,是服务范围广、配置能力强、安全可靠性高、绿色低碳的全球能源配置平台[6],具有网架坚强、广泛互联、高度智能、开放互动的特征。当前世界能源领域范围内,智能电网的可靠性、适应性、互动性已全面提升。智能电网通过应用先进的电力电子技术、自动控制技术、信息技术和互联网技术,将多种能源、储能设备、各类负荷相连,将逐步实现电源、电网和用户的深度互动。在电源侧,新能源发电功率预测、并网仿真分析和调度控制水平进一步提升,实现高比例新能源的可预测、可控制、可调度; 在用户侧,实现多类型分布式电源、多样负荷和微网的灵活友好接入[7],推动能源消费从单向被动接受的方式向双向互动、灵活智能的用电方式转变。智能电网作为电力能源一项新的应用技术早已在世界主要国家开展并取得了重大进展,智能电网发展将为进一步的能源生产、消费革命和全球能源互联提供必不可少的技术支撑。表 3所示是当前世界主要国家及地区在智能电网领域建设方面取得的已有成就。

表 3 世界主要智能电网工程 Table 3 The world's major smart grid project

智能电网的发展在发达国家及地区已经取得了显著的成果,而“一带一路”沿线的广大发展中国家现阶段不具备大力发展智能电网的实力,急需的是完善其单边和双边的电力网络建设。在面对世界上跨度最长的经济长廊,贯通了中亚、东南亚、西亚乃至欧洲部分地区,同样也是世界上最具发展潜力的经济合作带。表 4列出了目前主要运营及在建的特高压工程建设项目,这也是中国结合自身特高压先进成熟的技术经验,在“一带一路”沿线推广以帮助沿线国家完善国内电网网络[8]。从战略布局看,“一带一路”发端于中国,欧亚大陆东西两端经济发展最活跃,科技发展水平也较高,而中间地带的东亚、中亚和非洲沿线工业基础薄弱,发展潜力大并且现阶段的发展要求迫切。“一带一路”沿线各国都拥有不同类型的能源资源,但都无力进行全面深度的开采使用,将这些能源型资源进行深度挖掘转化成电能,不仅会极大丰富各国能源储备促进经济建设,更是对全球清洁能源的一次重要变革与发展。基于跨区域远程输送电的特高压技术已经完全可以承载起超远距离的电力输送任务。特高压技术在“一带一路”建设过程中和全球能源互联网建设中起到了关键的作用,是具体落实跨地区、跨国、跨洲电力输送与调度的重要技术支撑。中国已建立全面与系统的特高压交、直流标准体系,现已发布33项国家标准、41项电力行业标准[9]。截止2016年底,中国已全面掌握了特高压交、直流输电关键技术,攻克了诸多全新电压等级面临的关键难题,研制了全套特高压设备,代表了世界输电领域最高水平,中国会积极推动目前国内电力能源互联所取得的巨大经验。在未来全球能源互联网建设中,随着特高压输电距离和输电能力的进一步提升,具有引领示范作用的跨国跨洲重大联网项目的实施,以特高压为骨干网架的跨国跨洲互联网络将逐步建成,最终形成全球范围配置能源资源的大格局,能够充分利用时区差、季节差,获得显著联网效益[10]。届时,跨国跨洲电力贸易规模将大幅提升,预计2030年、2050年跨国跨洲电力贸易量占全球电力消费的比例将分别达到10%,30%。

表 4 世界特高压工程情况 Table 4 The world's major UHV projects

全球能源互联网建设在推动生态环境可持续发展的作用将进一步凸显,能够有效控制温室气体排放,保护生态环境。依托全球能源互联网,CO2排放将大幅降低,可以实现全球温升控制在2 ℃以内,各类污染物排放也将显著下降[11]。预计2025年全球CO2排放将由2014年的335亿t增至360亿t,提前10 a达到峰值,之后进入下降通道,到2050年CO2排放量降低到115亿t,相当于1990年排放量的50%。清洁能源将成为世界主导能源,清洁能源将逐步取代化石能源地位。到2050年清洁能源占一次能源的比例为80%;清洁能源发电量将占总发电量的90%。此外,随着清洁能源发电技术、储能技术的快速进步,风电、太阳能发电的经济性将大幅提高,预计2025年前后在发电成本上与化石能源基本持平, 2030—2050年将更具竞争优势。考虑环境成本,表 5所示2010—2050年的化石能源发电成本将上升,而陆上风电和光伏发电成本将会大幅下降。

表 5 世界主要发电能源成本 Table 5 The world's major power generation costs

构建全球能源互联网的关键技术将加快、优化和提升新能源、新材料、通信、人工智能等各类新技术的集成式、聚合式突破,更好地适应清洁能源发电的间歇性、波动性特征,各类设备的适应性将进一步增强, 满足全球能源互联网“一极一道”等复杂环境下清洁能源开发和输送要求。权楠[12]等提出了在全球能源互联网的新需求下,不仅绿色的新型能源会带来能源系统的巨大变革,绿色的新型互联网信息渠道也将支撑全球能源互联网的信息系统将发生巨大变化,带动传统能源领域的交流由封闭走向开放,由地区性中心走向全球性的网络型连接。

除了在清洁能源、智能电网和特高压等能源应用领域的大力研发与创新,2016年GEIDCO的成立会在组织层面对推广新能源的有效利用及特高压建设发挥积极作用,将为全球能源互联能有效落实与推进开创了一个新局面。作为以中国为主导倡议成立的一项全球性组织,无论是推动全球领域内的智能电网合作,推广清洁能源在世界各国的替代使用,或是推广特高压技术在现阶段区域性能源互联,都必须用全球化思维和视野来处理能源互联中出现的各种棘手问题[13]。GEIDCO建立以来,虽提出了许多建设性的意见和方案,并举办了多次世界范围内的会议,但现阶段并未在全球能源互联的实际运行当中找到切实有效的方案。在世界范围内克服地域性等多种问题并能够有效促成各国能源领域的局部或是洲际性合作项目是合作组织面对的重大问题。

3 全球能源互联网运行机制的构建

构建全球能源互联网需要世界各国在能源领域进行全方面合作,打破不同发展水平国家间的能源政策壁垒,逐步建立相互依存、互信互利的组织机制,实现各国政府、企业与用户间的全方位参与与合作,探索建立新形式的运行机制与商业模式,以保障全球能源互联网的建设有序开展。全球能源互联过程中涉及到不同国家、政府与企业间的合作与交流,这就需要建立一套适应于全球能源领域的运行机制来保障在区域性、洲际性能源互联时能有效的推进。GEIDCO要积极搭建能源合作领域的各项平台并吸引全球性人才进行全球能源互联在技术领域、商业领域等的各项运行保障机制探索与创新。完善全球能源互联过程的机制建设是实现全球能源互联网安全经济运行、引导各方积极参与全球能源互联网发展、全面提升各国电网发展能力的重要保障。要注重全球能源互联网发展过程中的新型投融资机制、市场机制、协同创新机制和组织保障机制的建设和发展。全球能源互联网建设不论在各个阶段还是各个领域都是一项巨大的工程建设项目,都需要政府与企业巨额投入。如图 1所示,建立一个成熟有序的多元化融资平台尤为重要,是各项机制建设的“基石”; 完善的组织机制建设是为了全球互联网在地区领域及世界范围内的有效运行所必需的的保障; 有效的市场机制建设是全球能源为了互联所推行的各项具体措施及手段; 进一步优化各项协同创新机制会为全球能源互联提供源源不断的新思路。

图 1 构建全球能源互联网运行机制 Figure 1 Build the global energy Internet operation mechanism
3.1 构建新型投融资机制

全球能源互联网是资本密集型的系统,资金需求庞大,需构建开放创新的全球能源互联网投融资模式,建立多元化、多主体、多层次的投融资体系。在互联网思维的新经济形式下不光要发挥本国资本优势,更要利用多元化的国际资本平台,利用世界资本市场的优势。对于各国政府或企业,要充分利用银行业金融系统和非银行业金融系统的直接融资与间接融资,来自资本市场中的需求多元化的股权融资与债权融资,将传统融资与创新融资工具相结合,通过资本全球化构建起多元化的融资保障体系[14]图 2所示多元化的融资平台其实就是多种融资方式共同构成的融资保障体系的循环系统,各项融资手段互相交融,才会盘活全球能源互联过程中出现的大量项目。当前世界各国能源企业进行能源项目投资时大多是综合利用绿地投资、跨国并购、合作开发等多种方式。从全球基础设施投资经验来看,政府与社会资本合作(public-private partnership, PPP)这类投资方式是当前较为理想的项目投资模式。这种政府与社会资本合作的模式有利于整合区域性乃至全球性的各类资源,会切实强化政府在企业进行项目投资中的作用,有效分担和化解投资风险,对于普遍项目周期较长的能源类项目及大型电网项目较为适用。

图 2 多元化融资平台 Figure 2 Diversified financing platform

全球能源互联网面临相对有利的融资环境便于建立多层次的融资保障体系。构建全球能源互联网,推动全球能源的可持续发展,让清洁绿色能源能够在全球普遍应用,从而优化全球环境与气候,这也是全球各国政府及人民达成的共识。这种全球性共识会让全球能源互联网在建设过程当中获得异于其他项目的融资优势。当前,在面对大型建设类项目时中国的金融机构多偏向选择主权担保类项目,而非项目融资类项目。而在“一带一路”沿线建设的国家中,大多国家甚至是国内政局都不稳定,进行大规模基础设施建设的能力甚至都不具备,在大型项目建设中很难进行主权担保[15]。“一带一路”沿线的能源互联是全球能源互联网的初步尝试,如果中国的金融机构不做出契合现状的改变将很难以配合中国电力企业的对外建设,区域性的能源互联网建设也将难以开展。面对这种艰难的局面不仅电力企业,银行等金融机构也要积极进行金融创新,通过结合各类企业的自身优势,在项目过通过各方的加强合作,探索开放创新的投融资模式。中国作为全球能源互联网的发起国,现阶段的内外形势也有利于加快推动全球能源互联。于内,中国已成功掌握了特高压技术并已在国内开展应用并尝试性的帮助周边国家完善其国内电网,现阶段正在实施“一带一路”的战略也将大力支持相关项目建设。中国在2016年正式被纳入进特别提款权(special drawing right,SDR)、A股被纳入明晟指数(morgan stanley capital international index,MSCR),加之目前中国国内发展兴盛的互联网金融以及中国正在逐步完善的国内资本市场体制,这些条件都将丰富中国企业的融资手段,也有利于中国企业对外推广能源的区域互联和洲际互联。此外,能够参与到国内、洲内甚至洲际能源互联过程中的企业一般是各国规模实力与资信较好的企业,这些企业本身庞大的规模也是进行各种能源项目建设与融资的保证。

3.2 推动市场机制建设

全球化的市场机制是形成全球能源互联网发展动力的制度基础,建立起完善的市场机制保障体系就必须建立起适合于全球能源大系统的供求机制,适应于全球能源建设与发展的竞争机制以及建立起在全球能源体系中认同的电力价格机制。为配合各项机制的有效建立应逐步构建全球电力市场体系,建立健全跨国跨洲电力市场交易机制,探索建立一个全球性的能源交易平台[16],并尝试性的在全球能源互联过程当中创新商业模式。全面开展全球能源互联网工程建设合作形成全球统一市场机制示范先行,共享技术成果,联合开展示范项目建设。重点突破,共同推进一批大型清洁能源基地输电工程及跨国跨洲联网等重大项目,形成全球统一市场机制。

第一,全球能源互联网的建设是全球能源供求机制的一次改革与创新,通过能源互联将本来只局限于本国的电力供给提供给全世界的电力需求市场,能源的供给与需求成为了一项在全球领域内开放的的交易标的。为了配合全球领域内电力交易就需要建立跨国跨洲电力调度机制,研究适应各类集中式和分布式清洁能源特性的电力调度运行规则,建立跨国跨洲联合调度机制,形成全球联合调度协议机制,形成全球联合调度协议体系,实现各层级调度的统筹协调,为全球能源供给方与需求方做好资源调度的渠道与技术保障。

第二,全球能源互联过程当中急需建立起一套适用于各国各方面的市场竞争机制,最重要的是建立跨国跨洲电力交易机制,建立促进跨国跨洲输电的中长期交易机制,形成稳定的电量和收益预期,并且尝试性建立起灵活的短期交易机制,适应清洁能源波动和需求变化带来的资源配置需求。通过种种方面的尝试以便建立健全跨国跨洲电力市场交易机制和运行规则,保证全球电力市场安全、稳定运转。最终做到全球能源互联中各利益方能以公开、公平、公正原则进行竞争与交易, 无论是对于各国国内经济发展还是世界经济发展都将产生巨大的经济效应。以中国为例,中国能源互联网的建设将带动经济增长,2016—2025年,按电网、电源投资1:1的比例,每年投资可达2万亿元,总计投资20万亿元,每年可拉动GDP增长超过1.5%,对众多产业具有带动作用。全球能源互联网将带动中国相关企业在依托“一带一路”建设过程当中逐渐开始国际化路程。

第三,电力价格在全球能源资源配置当中起到决定性作用,应统筹协调各国电价与税收机制,构建科学、完善的跨国跨洲电力交易结算体系,保障市场主体利益,维护市场稳定运行,而后进一步建立促进跨国跨洲交易的税收与电价机制,适应跨国跨洲电力交易需要; 逐步构建多方参与、平等开放、充分竞争的全球电力市场交易体系,建设支撑全球能源互联网发展的统一电力市场交易平台全球能源互联网将成为拉动经济增长的新引擎,成为世界经济新的增长点。

第四,建立全球能源互联网人才合作培养机制,构建多层次、跨学科的全球能源互联网人才培养体系,为构建全球能源互联网提供专业型和复合型人才。制定适应全球能源互联网发展需要的学科建设和人才培养规划,依托重大项目实施,在全球范围培育一批高层次的国际、政治、经济、技术、管理和金融等领域的综合性人才,并依托全球化信息平台组织开展专项教育培训,设立全球能源互联网战略研究基金,引导国际组织、各国智库、咨询机构等开展重大问题研究,培育一批高端智库。

3.3 推动协同创新机制建设

新能源将在技术经济性上全面赶超化石能源,风电、太阳能等清洁性能源发电的经济性将会有一个明显的提高,预计2025年前后在发电成本上与化石能源基本持平,在2030—2050年将会取得更具有更强的竞争力。构建全球能源互联网关键技术将加快突破、优化和提升新能源、新材料、通信等各类新技术将实现集成式、聚合式突破,满足全球能源互联网安全运行和清洁能源的大规模消纳要求。实现全球能源互联是一个系统性、综合性的过程,需要在各个方面不断进行创新以应对在全球化建设过程当中会出现各种问题,需要进行充分的协同创新。

建立联合研发机制,推动组建全球能源互联网联合研究中心,开展重大战略问题研究和关键技术联合攻关。整合利用各类创新资源,共享研发设施、科研成果,以重大研发项目为纽带,开展产学研用、跨机构、上下游联合攻关。联合打造一批高层次、开放型、面向全球的技术研发中心和成果转化中心。共同构建数据资源共享平台,积极开展能源数据领域合作,挖掘全球能源互联网大数据商业价值。合作制定全球能源互联网国际标准; 各国科研机构和标准机构加强合作,制定全球能源互联网相关的能源转换类、信息交换类、安全防护类、能源交易类、计量采集类等关键领域的国际技术标准体系,并在世界范围内推广应用。此外应积极探索全球能源互联网商业合作模式,构建覆盖能源生产、传输、消费全环节的新型商业模式,让投资者、消费者和其他市场参与者都能获得合理收益和回报。

全球能源互联网下的跨国电网调度的难度要远远大于国内电网调度,鉴于各洲际内部各国发展政治、经济、技术的差别很难以形成一套刚性的电力调度体系,潮流调度具有较强的双边协商和自组织特性,传统调度系统不能应对这种应用场景。松散的多源交互应用适合采用信息化手段进行支撑,通过数据平台、数据交互总线、数据分析应用实现互利、互惠的综合性的电网调度体系,探索性的发展跨国电网互联的新型电力调度模式[17]。电网互联涉及不同管辖区,因此任何联网电力交易也必然涉及公用事业单位或其他责任方之间的协调。为此,国际能源署(international energy agency,IEA)2015年提出了相关电力跨境交易模型,这些模型从简单到复杂,涵盖了基于成本差异或独立发电公司进口的单向交易的双边或多边电力贸易,基于成本差异或独立发电公司进口的单向交易以及多买方、多卖方市场。在国家公用事业之间综合了与不同市场化程度的电力跨境交易相对应,在不同的管辖区边界,考虑不同的市场框架或电力市场化程度,可能采用混合模型。跨境电力贸易的关键在于得到国家法律法规许可,并进尽可能获得与本国发电相同的地位。跨国电力市场框架主要考虑两个方面内容,一是新的电网项目如何开发和获利,二是既有项目如何运营。其中新建项目最关键的是成本分摊和商业投资问题,电网运营最关键的是确定联网传输容量及其分配。

3.4 推动组织保障机制建设

刘振亚提出全球能源互联网是在全球范围内集能源传输、资源配置、市场交易、信息交互、智能服务于一体的“物联网”,是共建共享、互联互通、开放兼容的“巨系统”,是创造巨大经济、社会、环境综合价值的发展平台,需要完善其各项组织机制建设[18]。基于全球化平台建设的能源互联网在运行之初也就应该逐步建立起全球性质的官方机构及非官方合作组织。

首先,应在联合国设立全球能源互联网合作联盟,在现有的国际电工委员会(international electrotechnical commission,IEC)、国际大电网会议(conference international des grands reseaux electriques,CIGRE)、电气和电子工程师协会(institute of electrical and electronics engineers,IEEE)等全球性专业机构当中加强合作[19],建立常态化工作机制,以GEIDCO为主体倡议成立全球能源互联网相关标准工作组或者技术委员会。中国作为地区性能源互联网领域的先行者,结合自身优势发挥积极作用,国家电网下属全球能源互联网研究院应在各项技术标准领域与世界各国各地区进行接轨,将先进的研发管理经验介绍给合作国家及地区。各国也应加强能源领域的合作形成应对气候变化共识。当前世界各国在能源低碳发展方向上已经形成了基本共识,但是在过渡能源品种和路径选择上还各自存在差异,未来全球能源互联网建设需要各国能源政策的进一步协调,所以要保障各国能源政策协调推进[20]。对于“一极一道”地区的清洁能源,合作开发的价值高于拥有的价值,只有资源所在国和消费国家的政府和企业通力合作,清洁能源才能成为有价值的资源。这需要各国达成共识,走向从资源争夺向合作开发转变的合作共赢的能源地缘政治。虽然面对巨大的困难及挑战也要尝试性的建立合作共赢的地缘政治格局。

第二,中国作为全球能源互联网建设的发起国,当前不仅要进一步充分依托并加强与世界贸易组织、世界银行、国际货币基金组织、亚太经合组织、亚洲开发银行等全球性组织的联系,更需要借机推进上海合作组织、亚洲基础设施投资银行在区域及全球能源建设中扮演重要的角色。通过众多全球性组织的已有渠道推动全球能源互联网在世界范围内达成有效共识,并借助其强大的资源平台逐步推进区域性的能源互联建设。GEIDCO作为目前唯一的全球性的非政府、非营利性的能源领域国际组织,应积极推广全球能源互联网理念,组织制定全球能源互联网发展规划,建立技术标准体系,开展联合技术创新、重大问题研究和国际交流合作,推动工程项目实施,提供咨询服务,引领全球能源互联网发展。

此外,要建立跨国跨洲项目协调管理机制,推进项目顺利实施,依托GEIDCO首先尝试建立多区域性的便于不同国家、不同领域与不同专业间的能源领域交流的调度管理平台,倡议多边的能源合作与交流,举办具有国际影响力的高端论坛。即使是“一带一路”建设虽然在地区性能源合作中取得了一定的成果,但合作潜力并没有充分释放,供应安全的保障体系也尚未建立,贸易投资的经济效益还有待提升,与当地社会沟通交流的能力需要同步加强。以“一带一路”建设为例探索如何在沿线不同政治、经济、文化下的各个国家进行有效的能源治理并构建覆盖沿线地区的新型能源合作保障机制,是全球能源互联网在区域性互联中面临的典型性问题。

4 总结

以电为中心是未来能源发展必然格局,清洁能源主要转化为电力使用,其大规模利用必将加快电气化进程,并最终使电能成为终端主要用能形式。智能电网的可靠性、适应性、互动性将全面提升智能电网通过应用先进技术将多种能源、储能设备、各类负荷相连,将逐步实现电源、电网和用户的深度互动。以特高压为核心的能源配置网络将遍布全球以特高压为骨干网架的跨国跨洲互联网络将逐步建成,形成全球范围配置能源大格局,充分利用时区差和季节差,获得显著联网效益。加之“一带一路”的开展和推广为洲际能源合作提供了一个良好的实验平台,这也将推动在未来形成全球能源互联网“共商、共建、共享、共赢”的新格局。虽然,当前在地缘政治、商业模式、科技水平等方面还面临一些挑战,需要集中研究能源互联网中关键技术问题,但仍需充分发挥各方作用,进一步凝聚共识、深化合作,共同推进技术攻关、政策协调、投融资模式创新、规划研究、工程建设和人才培养,为全球能源互联网提供强有力的政策支持、资金保障、技术装备和人才支撑,营造良好的发展合作环境。

因此,本研究从宏观上对全球能源互联网的建设现状及运行机制进行了探索,以开放交互的视角对全球能源互联中的关键问题进行了全面审视,对全球能源当前的现状做了详细的梳理,对全球能源互联网建设过程中的投融资创新机制、市场机制、协同创新机制和组织保障机制进行综合分析并提出解决方案,为全球能源互联网的进一步发展提出运行支撑思路。而“一带一路”作为全球能源互联构想中的一个重要环节,沿线国家在选择能源合作方式时应考虑自身发展水平, 不仅要以"一带一路"建设作为战略目标,更要以“一带一路”作为国家战略调整契机,尝试性的践行全球能源洲际互联运行的各项机制,逐步由双边能源供应关系转向多边能源贸易,改善不同能源结构国家能源供应及消费格局打造一条受益于各方的能源供应链。全球能源互联网各利益相关方将进一步凝聚共识、深化合作,共同推进技术攻关、政策协调、规划研究、工程建设等工作。

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