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未来电网的发展 ■中国科学院电工研究所所长 肖立业 广义的电网是发电设备、输配电设备和用电设备采用一定 原料也属于有限资源．且其利用存在安全风险，核废料处理也 的结构和运行模式构建起来的统一整体。因此，自从有了发电机 比较复杂。由于核裂变能的利用还涉及到国际环境安全，当前 及其相应的供电系统。便有了电网。1882年，爱迪生公司在纽约 的核裂变能技术出口受到国际有关条约严格控制。尽管核聚变 建成世界上第一座正规的直流电站和相应的供电系统，可以认 能可满足人类长期发展需求，但其应用前景尚不明朗，ITER(国 为。这是人类首个真正意义上的电网。然而，由于当时不能为直 际热核聚变堆)计划到本世纪中叶才能建成首个示范电站。 流电升压，输电距离和输电容量受到极大的限制，于是，特斯拉 二是可再生能源是可持续发展的绿色能源，且可开采量 于1887年发明了交流发电机和多相交流输电技术。1897年，美 足够人类使用。据统计分析，地球上接收的太阳能是人类目前 国西屋公司在尼亚加拉水电站的首台交流发电机投入运行，并 能源需求总量的10000倍。地球上的风能总量也达到了目前 为35千米外的水牛城供电，从此确立了现代电网的基础。 人类能源需求总量的5倍，如果再算上水力资源、生物质能 经历了100多年的发展，电网的基本形态没有根本性的 源、地热能、海洋能，可再生能源的总量更大。由此可见，可再 变化，即电网以铜铝等为基本导电材料、以传统电力设备为基 生能源发展潜力巨大。 础、以可调度能源(如化石能源、水力和核能等)作为电力的主 三是可再生能源目前已经得到很大的发展。随着技术不 要能源来源和以交流为运行模式的基本形态没有发生根本性 断进步，可再生能源发电的单位成本呈逐年下降趋势。根据欧 的变化。然而，电网的规模和结构形态发生了很大的变化，即 洲、美国和日本等发达国家和地区的预计，到2020年，光伏发 从最初的局域小规模电网发展到区域中等规模电网，进而发 电基本上可以实现平价上网。 展到今天的跨区互联大电网。例如，2012年，我国发电总装机 四是国际已经有共识认为可再生能源今后仍然会快速发 容量已经接近12亿千瓦，年总发电量接近5万亿千瓦时，我 展。且将逐渐成为主导能源。例如，2012年，国际能源署(IEA) 国电网已经基本形成了“西电东送、南北互供、全国联网”的总 发布的《2012年世界能源展望》，对2035年前的全球能源趋 体格局，覆盖了全国大部分地区，成为世界最大的电网之一。 势作出了预测：到2015年，可再生能源将成为全球第二大电 如今，电网已经为人类供应了大约1／4的终端能源，成为现代 力来源．并在2035年接近第一大电力来源——煤炭的发电 能源体系的重要组成部分，电力在终端能源消费结构中的比 量。欧共体联合研究中心预测认为：到2050年可再生能源将 例已经成为衡量一个国家发达程度的标志之一。 占总能源需求的52％。由于可再生能源的主要利用方式是发 展望未来。未来电网将呈现以下重要发展趋势。 电，因此。如果未来人类使用的能源主要来自可再生能源，电 网中的一次能源也将主要来自可再生能源。 可再生能源将成为电网中的主要一次能源来源 人类已经认识到化石能源是不可持续的能源，有必要大 电网的结构和运行模式将发生重大变化 力发展可再生能源来替代之。 现代电网存在的结构不尽合理和交流电网的固有安全稳 一是核能在本世纪中叶前难以成为主导能源。核裂变能的 定性等问题亟待解决。随着可再生能源越来越多地接人电网， 19 2013／10·中国电力企业管理(综合)