引言

構建全球能源互聯網是加快推動能源轉型的重要理念，全球能源互聯網倡導通過電力互聯互通促進全球綠色低碳發展，為人類能源、經濟、社會、環境可持續發展提供保障。本文在充分借鑒已發布指數中能源、經濟、環境的量化指標基礎上，引入電力互聯評估相關指標，分別從電力互聯、綠色低碳、能源經濟社會協調發展三個維度系統性設計提出了全球能源互聯網發展指數。針對評估國家數量眾多、原始數據離散大情況下傳統極差法在數據處理方面的不足，本文進行了改進和校驗。最后系統分析了全球綠色低碳發展、經濟發展及電力互聯的客觀規律和特點。

1. 全球能源互聯網發展指數框架設計及內涵

全球能源互聯網發展指數(Global Energy Interconnection Development Index, GEIDI)是以全球能源互聯網理論為基礎，全面反映國家和區域的電力系統、能源體系及經濟社會環境協調發展程度的綜合指數，用于刻畫和分析世界能源轉型的進程和成效。全球能源互聯網發展指數由電力互聯、綠色低碳和能源經濟社會環境協調發展三個專項指數(18個量化指標)構成，體現了全球能源互聯網推動世界能源轉型的核心要義和戰略價值。

?圖1全球能源互聯網發展指數框架圖

2.計算方法

2.1指標數據標準化方法

本研究采用對數極差法、區間隸屬度方法對指標數據進行標準化處理。數據標準化后的指標分值介于 0～100 之間。對于正向指標對數極差法標準化公式設計如下：

2.2指標數據標準化方法分析

在評價體系數據計算過程中，傳統極差法常被用于數據標準化處理。圖2給出了人均用電量指標的傳統極差法與對數極差法數據標準化結果對比。從圖中可以看出各國人均用電量數據離散較大，最大值遠偏離平均值，傳統極差法計算結果表明排在第一位的人均用電量(冰島：55054kWh/人)標準化數值為100，而排在第二位的人均用電量(挪威：23403kWh/人)標準化數值僅為42.5，其余多數國家標準化數值均在20分以下，造成數據標準化數值過度集中在較低值附近，無明顯區分度，容易造成評估失真。為此，本研究提出采用對數極差法對數據進行處理，從圖2計算結果可以看出，相比傳統極差法，對數極差法得到的指標標準化數值分布更加均勻，數據區分度更加明顯。

?圖2 傳統極差法與對數極差法標準化對比

2.3指數評價計算

根據數據標準化方法分別對全球統計國家的18個指標進行標準化處理，形成指標矩陣。通過層次分析法，根據每個專項指數下評價指標對專項指數影響程度，設置影響權重值，形成專項指標權重矩陣，分別計算圖1中三個專項指數，即電力互聯指數、綠色低碳指數、能源經濟社會環境協調指數。最后根據每個專項指數對綜合指數的影響程度，形成專項指標權重矩陣，計算全球能源互聯網發展指數。評價體系構建、指標數據處理、權重矩陣和指數排名計算流程見下圖3所示。專項指數及全球能源互聯網發展指數計算公式分別如下：

式中：是標準化的指標矩陣;是評價指標權重矩陣;是專項指標權重矩陣。

?圖3全球能源互聯網發展指數計算流程圖

3.計算結果

3.1全球各國排名及分析

考慮到數據的可獲取性以及滾動更新研究需要，本文研究范圍選取IEA能源統計的140個國家進行分析。全球能源互聯網發展指數分值及排名見下圖4。其中排在前10名的國家分別是挪威、瑞典、芬蘭、奧地利、瑞士、加拿大、丹麥、法國、盧森堡、冰島，除加拿大外全部為歐洲國家。西亞和撒哈拉以南非洲國家排名相對靠后，主要是由于西亞各國化石能源資源豐富，消費占比較高，綠色低碳發展滯后;撒哈拉以南非洲國家電力基礎設施落后，電力普及程度低，互聯發展落后。全球統計的140個國家的GEIDI全球分布圖見圖5。

?圖4全球能源互聯網發展指數全球排名

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?圖5全球能源互聯網發展指數分布圖

3.2 專項指數區域特征分析

圖6為電力互聯專項指數前40位國家排名。歐洲國家數量占比達 77%，該區域通電率高、電網發展較為成熟，跨國電力交易規模大。西亞和北非部分國家電網基礎較好，東亞在特高壓技術和骨干網架發展方面處于世界領先水平，排名相對靠前。

?圖6電力互聯專項指數前40位國家排名

3.3專項指數區域特征分析

圖7為全球統計140個國家的能源綠色低碳轉型與經濟發展指標的散點分布圖。從圖中可以看出，全球綠色低碳指數與經濟發展指標呈現“W”型分布。“W”型左支對應國家(如埃塞俄比亞)屬于低水平的清潔低碳發展國家，其能源現代化和保障能力低。“W”型底部對應國家(如中國)屬于轉型階段國家，已形成了化石能源依賴型經濟體系，處于能源綠色低碳轉型陣痛期和機遇期。“W”型右支對應國家(如北歐國家)屬于領先階段國家，能源結構清潔化程度高，形成清潔主導的現代化能源體系。撒哈拉以南非洲國家當前經濟發展相對落后，人均能源消費水平遠低于世界平均水平，為滿足未來經濟快速發展的能源需求，撒哈拉以南非洲應重點開發本地清潔能源，實現對能源消費的跨越式發展，即從“W”左支直接向右支過渡發展。西亞國家化石能源豐富，經濟發展過渡依賴化石能源，導致綠色低碳發展程度很低，遠期受氣候變化政策、環境污染等因素制約，西亞能源開發應大力實施“清潔替代”，以太陽能、風能、水能等清潔能源替代化石能源;在能源消費側實施“電能替代”，以電能替代煤炭、石油、天然氣，實現能源綠色低碳永續供應下的經濟增長。

?圖7綠色低碳指數與經濟發展階段關系

3.4區域GEIDI分析

圖8為撒哈拉以南非洲各國GEIDI分布圖。該區域覆蓋國家數量眾多，多數屬于全球最不發達國家，能源生產消費總量較少，很多地區尚未通電，但經濟發展向好，預期未來能源電力需求較大，全球能源互聯網發展指數在十大區域中排于末位。該區域能源電力基礎設施薄弱，電力互聯指數區域排名第十，明顯低于全球平均水平。區域內電能在終端能源消費占比不高，全球一半以上無電人口分布于此，區域年人均用電量為530kWh，僅有南非的人均用電量高于全球平均水平;電網互聯水平較低，各區域間電力交易較少。該區域大量低水平使用生物質能源，綠色低碳指數區域排名第六，略高于全球平均水平。區域內太陽能、水能等清潔能源資源豐富，但缺少資金技術，清潔能源開發利用程度較低，非化石能源發電裝機很少，未來清潔能源大規模發展利用潛力巨大。該區域能源保障能力差，能源經濟社會環境協調指數區域排名第十，明顯低于全球平均水平。區域內商品能源消費占比低，尚未建立起能源保障體系，人均GDP較低，多數不足2000美元，且貧富差距較大，能源和經濟社會環境協調性較差。

?圖8撒哈拉以南非洲各國GEIDI分布圖

4.結論

本文為刻畫和分析世界能源轉型的進程和成效設計提出了一套完整的綜合評估體系。研究表明歐洲在電力互聯、綠色低碳及能源經濟社會協調發展方面均走在世界前列。設計采用對數極差法對指標進行標準化處理，在評估國家數量眾多、原始數據離散大情況下方法適應性更強，評估結果更可靠。全球綠色低碳與經濟發展呈“W”型分布，表明擺脫對化石能源的依賴、實現能源綠色低碳永續供應下的經濟增長是全球可持續發展的必然趨勢。綠色低碳專項指數與電力互聯互通專項指數呈正相關性，加快實現電力普及，推動本國、跨國、跨洲電網互聯互通是實現能源綠色低碳轉型的必由之路。