國家電網(wǎng)公司在全球能源互聯(lián)網(wǎng)大會上發(fā)布了《北極風(fēng)電資源及開發(fā)研究》報告，俄羅斯能源部能源署(REA)也發(fā)布了俄羅斯北極圈內(nèi)和遠(yuǎn)東地區(qū)風(fēng)電資源聯(lián)合開發(fā)前景俄中合作研究成果。
他們于2015年完成了與國家電網(wǎng)公司(SGCC)關(guān)于在俄羅斯北冰洋沿岸和太平洋沿岸建設(shè)并運營總裝機容量達(dá)50GW超大型世界級規(guī)模和技術(shù)水平的風(fēng)電場(吉瓦級風(fēng)電場)并經(jīng)特高壓輸電線路向中國輸送電力方案的評估。
想知道全球能源互聯(lián)網(wǎng)具體什么樣，先從北極看就好了。
國家電網(wǎng)公司這樣說：
北極地區(qū)有多少風(fēng)電資源?
環(huán)北極地區(qū)六國處于沿?；蛭挥诒北?，常年風(fēng)速較高，年理論發(fā)電量、年技術(shù)可開發(fā)量分別占全球風(fēng)能資源的18.5%、17.2%，風(fēng)能資源豐富，具備成為全球能源互聯(lián)網(wǎng)風(fēng)電基地的資源條件。
白令海、楚科奇海、巴倫支海、格陵蘭島、喀拉海相對適于風(fēng)電開發(fā)。
北極地區(qū)風(fēng)電技術(shù)可開發(fā)容量為110.6×108kW，其中陸地73.1×108kW，海域37.5×108kW;
如去除格陵蘭島冰蓋厚度超過10m的面積，可開發(fā)裝機容量為88.9×108kW，其中陸地51.4×108kW，海域同上。展望未來，依托技術(shù)進(jìn)步，風(fēng)能資源開發(fā)能力可進(jìn)一步提升至1000×108kW。
北極哪里適合開發(fā)風(fēng)電場?
綜合考慮土地用途、地質(zhì)條件、港口條件、輸電線路等諸多因素，最終確定格達(dá)半島、泰梅爾半島及薩哈林島北部區(qū)域為風(fēng)電場宏觀選址的第一批推薦區(qū)域。
根據(jù)俄方的分析結(jié)果，這三個地區(qū)七個區(qū)域內(nèi)風(fēng)機發(fā)電額定功率利用率均在30%以上，部分地區(qū)理論最高額定功率利用率超過55.3%，對應(yīng)最高年等效利用小時達(dá)4844h。每個區(qū)域裝機容量可達(dá)到0.5×108kW，屬于俄羅斯北極和遠(yuǎn)東地區(qū)優(yōu)先開發(fā)風(fēng)電場的地區(qū)。
北極風(fēng)電場用什么風(fēng)機合適?
北極風(fēng)電場建議采用雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組。
結(jié)合北極潛在風(fēng)電場的風(fēng)能資源情況，功率等級推薦采用單機容量2.3MW、5MW的機型。
由于北極地區(qū)風(fēng)電場冬季可能出現(xiàn)-65~-70℃的極端低溫，現(xiàn)有風(fēng)電設(shè)備若不進(jìn)行相關(guān)適應(yīng)性設(shè)計、采取專門措施提高其耐寒性能，均不能在北極地區(qū)正常使用。
適應(yīng)性設(shè)計將增加風(fēng)機造價。
比如：
金屬材料，需增加提高金屬沖擊韌性的合金元素(Ni鎳)。
葉片材料，需要對基體、夾層以及黏合材料進(jìn)行相關(guān)的試驗和測試。
保溫技術(shù)，需對電氣元器件進(jìn)行重新選型，同時需對機組增加加熱系統(tǒng)和保溫設(shè)計。
需考慮足夠的潤滑油加熱系統(tǒng)設(shè)計，或者為此研發(fā)專用潤滑油品。
除冰，采用加熱系統(tǒng)或熱吹風(fēng)。
為縮短超低溫環(huán)境下啟機預(yù)熱時間，機組應(yīng)采用全壽命周期運行模式，機組內(nèi)加熱設(shè)備長期保持運行。
施工可以想辦法
北極地區(qū)風(fēng)電施工難度較大，但不存在不可逾越的技術(shù)難題。
在施工中應(yīng)充分考慮北極高緯度地區(qū)環(huán)境氣候特點，盡量選擇在夏季施工，并做好施工方案及技術(shù)措施。
樁基礎(chǔ)和沉箱基礎(chǔ)可作為海上風(fēng)機基礎(chǔ)優(yōu)先考慮的基礎(chǔ)型式，需要解決的主要問題是降低基礎(chǔ)施工的成本和造價，可通過改進(jìn)基礎(chǔ)型式和工業(yè)化的制造安裝手段來解決。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展布局示意圖
北極的風(fēng)電要往哪里送?
北極風(fēng)電外送目標(biāo)市場主要包括東北亞、歐洲和北美洲。
東北亞(主要是中國、日本、韓國)電力需求總量大、增長快;歐洲電力需求總量大且資源貧乏，發(fā)展可再生能源的需求迫切。
從地理位置看，亞洲和歐洲開發(fā)利用北極地區(qū)風(fēng)電資源明顯具有地理優(yōu)勢。北美洲風(fēng)能、太陽能、水能資源都非常豐富，基本能夠滿足本洲未來的電力需求，跨洲接受北極風(fēng)電可以實現(xiàn)東西時區(qū)互濟(jì)聯(lián)網(wǎng)效益。
北極地區(qū)風(fēng)電外送，以白令海峽、格陵蘭島、挪威海和巴倫支海等重點風(fēng)電基地為支點，實現(xiàn)北半球的亞洲、歐洲、北美洲電網(wǎng)環(huán)形互聯(lián)，不僅可以滿足東北亞、歐洲和北美洲的遠(yuǎn)景能源供需缺口，還可充分發(fā)揮大電網(wǎng)互聯(lián)優(yōu)勢，在時差跨度較大的東北亞、歐洲和北美洲電網(wǎng)之間取得顯著的峰谷調(diào)節(jié)、互為備用、跨洲互補等效益。
此外，利用各大洲間的時差，將北極風(fēng)電分時段送各大洲，以滿足各洲白天的高峰負(fù)荷需要，同時提高北極風(fēng)電利用效率。
【北極風(fēng)電向東北亞輸電方案構(gòu)想】：
近中期，薩哈林島—東北亞±1100kV特高壓直流分別落點中國(華北地區(qū)，如河北石家莊)和日本(東京區(qū));
若考慮與近期俄羅斯遠(yuǎn)東煤電向中國輸電工程銜接，近中期，至中國華北的特高壓直流也可以考慮采用±800kV。中遠(yuǎn)期，采用±1100kV特高壓直流，向中國(東北地區(qū),如遼寧)和韓國(首都區(qū))輸電。
設(shè)想中遠(yuǎn)期喀拉海首先通過±1100kV特高壓直流輸電至俄羅斯西伯利亞貝加爾湖附近，繼續(xù)匯集部分水電和風(fēng)電后接力輸電至中國，落點在“三華”地區(qū)。
設(shè)想長遠(yuǎn)期喀拉海風(fēng)電通過±1100kV特高壓直流送電至中亞或新疆，匯集當(dāng)?shù)厍鍧嵞茉措娏亢?，通過±1100kV特高壓直流送電中國，落點建議置于“三華”主要負(fù)荷地區(qū)。
【北極風(fēng)電向歐洲輸電方案構(gòu)想】：
中遠(yuǎn)期，喀拉海地區(qū)與歐洲聯(lián)網(wǎng)通過±1100kV特高壓直流實現(xiàn)，分別落點德國(東部柏林地區(qū))和意大利(米蘭地區(qū))。富余電力在整個歐洲范圍內(nèi)消納。
若考慮利用中亞五國豐富水電，考慮長遠(yuǎn)期喀拉海風(fēng)電首先通過±1100kV特高壓直流送電至中亞或新疆，匯集當(dāng)?shù)夭糠诛L(fēng)電或煤電后，通過±1100kV特高壓直流(或重啟歐洲特高壓交流輸電計劃)實現(xiàn)向歐洲輸電。
【北極風(fēng)電向北美洲輸電方案構(gòu)想】：
長遠(yuǎn)期，采用接續(xù)輸電方式，楚科奇地區(qū)通過多回±1100kV特高壓直流向北美洲輸電。
由于楚科奇地區(qū)向北美洲輸電距離長，為了滿足技術(shù)要求，考慮第一落點選在加拿大西部的負(fù)荷中心英屬哥倫比亞省(推薦溫哥華附近)。
由加拿大英屬哥倫比亞省輸往美國加利福尼亞州的電能可以通過規(guī)劃建設(shè)的加拿大—太平洋西北—加州北部交直流輸電線路工程實現(xiàn)，再通過美國國內(nèi)特高壓電網(wǎng)輸送各地。
分三階段逐步開發(fā)及外送利用
北極地區(qū)風(fēng)能資源豐富，已開發(fā)規(guī)模小，可謂取之不盡的可再生能源寶庫。但其氣候極端，風(fēng)電資源開發(fā)及外送難度較大，一直以來并無技術(shù)經(jīng)濟(jì)性合適的開發(fā)利用方式。
構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略構(gòu)想為人類能源環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展提供了解決方案?；谶@一發(fā)展理念，北極地區(qū)風(fēng)電資源可依托泛在堅強的智能電網(wǎng)，特高壓骨干網(wǎng)架，分為三大階段逐步得到開發(fā)及外送利用，對優(yōu)化全球能源格局具有重要戰(zhàn)略意義。
利用北極地區(qū)推進(jìn)全球電網(wǎng)互聯(lián)
隨著特高壓直流輸電技術(shù)的成熟和不斷提升，北極這一世界風(fēng)能寶藏(占全球陸上風(fēng)能資源的五分之一)價值將不斷凸顯。
此外，北極地區(qū)是北半球三大洲向北延伸的交匯，在實現(xiàn)三大洲電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)方面擁有無與倫比的地理位置優(yōu)勢，也是全球能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建的必經(jīng)之地。
開發(fā)北極風(fēng)電、利用北極地區(qū)推進(jìn)全球電網(wǎng)互聯(lián)將成為未來全球可再生能源開發(fā)利用的里程碑。
全球能源互聯(lián)網(wǎng)示意圖
俄羅斯能源部能源署這樣說：
選出3處區(qū)域建設(shè)吉瓦級風(fēng)電場
在按照商定原則研究過程中，選出了3處區(qū)域，每個區(qū)域里均有面積在15000~20000km2的風(fēng)場2～3處，可用來建設(shè)功率為50GW的吉瓦級風(fēng)電場。
采用世界領(lǐng)先制造商生產(chǎn)的風(fēng)力發(fā)電機組，從技術(shù)工藝、風(fēng)力氣候和動力指標(biāo)方面這些機組更適合在吉瓦級風(fēng)電場任何一處地點作為原型機組用。
效率最好的是GeneralElectricGE3.6s,Mervento118/3,6MW,Sinovel105/3,0MW,SiemensSWT-3.0MW的風(fēng)力發(fā)電機組。
俄羅斯北極和遠(yuǎn)東條件下使用的現(xiàn)有風(fēng)力發(fā)電機組必須提高抗震(薩哈林)和耐低溫(北極)性能。
永久凍土地區(qū)風(fēng)電場建設(shè)在技術(shù)上要求新型(樁)基礎(chǔ)設(shè)計。
?2處風(fēng)場位于格達(dá)半島上(亞馬爾—涅涅茨自治區(qū))以格達(dá)—亞馬，安季帕尤塔和塔佐夫斯基村一帶為中心;
?3處風(fēng)場位于泰梅爾半島上(多爾加諾—涅涅茨自治區(qū))，以迪克森、索普卡爾加和卡拉烏爾村為中心;
?2處風(fēng)場位于薩哈林島北部的奧哈區(qū)—雷布諾夫斯克和博濟(jì)比—恰伊沃地區(qū)。
宏觀經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及備用電站是影響經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的主要因素
±1100kV特高壓直流輸電線路的長度和地理定位也優(yōu)化選取，將吉瓦級風(fēng)電場的電力輸送到中國邊境。
新建火力發(fā)電廠的合理方案和建設(shè)地點基本確定(如燃煤電廠建設(shè)于克麥羅沃或薩哈林露天煤礦基地，或者依托塔佐夫斯基天然氣田建設(shè)燃?xì)怆娬?，總裝機容量15~20GW，以作為吉瓦級風(fēng)電場功率和發(fā)電量不穩(wěn)定時的后備和平衡之用。
基于估算的吉瓦級風(fēng)電場建設(shè)和維護(hù)、備用電站表(燃煤或燃?xì)?及其到中國邊境的輸電系統(tǒng)的定價，對吉瓦級風(fēng)電場在所選地區(qū)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行了評估。
按照設(shè)定的中俄邊境跨越地點關(guān)口價，當(dāng)項目的內(nèi)部收益率接近9%~11%時，吉瓦級風(fēng)電場的電能成本低于66美元/MWh。
可以確定的是，宏觀經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(通脹指數(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的平減指數(shù))以及備用電站的容量和發(fā)電量(按吉瓦級風(fēng)電場發(fā)電量的50%和100%)是影響項目經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的主要因素。
結(jié)論：薩哈林吉瓦級風(fēng)電場向日本、朝鮮和韓國增加出口是可行的
俄羅斯風(fēng)能發(fā)電的總技術(shù)潛能超過當(dāng)前俄羅斯年用電量的11倍(約10500億kWh)。而其總量存在于生活著本國約73%居民的中央、西北、伏爾加河沿岸和南部聯(lián)邦區(qū)，約為35000億kWh/年。這使人們有理由相信，風(fēng)資源不僅僅是電力生產(chǎn)的重要來源，還是電力出口潛力的基礎(chǔ)能源品種。
吉瓦級風(fēng)電場屬于俄中方案首倡的俄羅斯項目，我們認(rèn)為，進(jìn)行薩哈林吉瓦級風(fēng)電場建設(shè)，以互惠的能源和經(jīng)濟(jì)條件向日本、朝鮮和韓國增加出口是可行的，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)評估和投資論證，發(fā)展前景廣闊。
與鄰國互補極具前景
與哈薩克斯坦在可再生能源領(lǐng)域里開展太陽能和風(fēng)能互補是極具前景的。哈國一系列地區(qū)與有風(fēng)能和太陽能資源保障的鄂木斯克和新西伯利亞草原地區(qū)相連，具有很高的風(fēng)電潛能。哈薩克斯坦大多部分領(lǐng)土極富太陽能，可以考慮使用太陽能電站作為吉瓦級風(fēng)電場互補電站。
有效利用現(xiàn)有電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施在俄羅斯和哈薩克斯坦交換電力，并向中國出口，進(jìn)而顯現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。
沿途徑吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦和中國的長度約3000km的直流輸電線路，向印度德里地區(qū)出口電力。
新絲綢之路基于太陽能和風(fēng)能電站的能源保障項目，同樣具有前景。
俄羅斯西部地區(qū)和白俄羅斯風(fēng)力資源極其豐富，在可再生能源開發(fā)基礎(chǔ)之上建立與歐盟國家能源橋具有廣闊前景。
項目已經(jīng)列入兩國合作清單
在俄羅斯聯(lián)邦領(lǐng)土上建設(shè)并運營總裝機容量可達(dá)50GW風(fēng)電場，并向中國輸送電力可行性初步評估成果證明：該項目資源具備、技術(shù)可行，在能源和經(jīng)濟(jì)方面也具有進(jìn)一步研究和落實的合理性。
該項目業(yè)已列入中俄可再生能源領(lǐng)域合作工作組第一次會議的遠(yuǎn)景項目清單中。
ps，國網(wǎng)能源研究院的《全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展報告》里是這樣說中國的：
