前言
碳中和突然成為最熱門(mén)的詞匯。按照中央的說(shuō)法，這將引發(fā)一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會(huì)系統(tǒng)性變革。
所有人都無(wú)法置身事外。
那么如何實(shí)現(xiàn)碳中和?絕大部分人不知道的是，實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵途徑竟然是特高壓。
正是因?yàn)樘馗邏?，以及新能源，中?guó)才有底氣提出2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。
事實(shí)上，中國(guó)特高壓已經(jīng)獨(dú)霸全球。
如今，特高壓這一話題，甚至走進(jìn)了年輕人聚集的視頻平臺(tái)：2020年11月一條《特高壓：獨(dú)步世界的中國(guó)特高壓背后是我們的星辰大海!》短視頻，爆紅網(wǎng)絡(luò)。
面對(duì)全球氣候變化新形勢(shì)和清潔低碳可持續(xù)發(fā)展這一百年未有之大變局，特高壓站上了“碳中和”這一超級(jí)大風(fēng)口。
這是17年前誰(shuí)都無(wú)法預(yù)料的。
如今，隨著中國(guó)向全球莊嚴(yán)提出碳中和，曾經(jīng)的爭(zhēng)議已被畫(huà)上句號(hào)。特高壓有了新時(shí)代使命，已成為中國(guó)“西電東送、北電南供、水火互濟(jì)、風(fēng)光互補(bǔ)”的能源運(yùn)輸“主動(dòng)脈”，破解了能源電力發(fā)展的深層次矛盾，實(shí)現(xiàn)了能源從就地平衡到大范圍配置的根本性轉(zhuǎn)變，有力推動(dòng)了清潔低碳轉(zhuǎn)型。
未來(lái)，特高壓在中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)中作用將越來(lái)越大。
那么什么是特高壓?為什么特高壓是實(shí)現(xiàn)碳中和的關(guān)鍵途徑?推薦閱讀《揭秘中國(guó)特高壓前世今生》，這篇文章披露了大量的鮮為人知的故事。
重磅 | 獨(dú)家揭秘中國(guó)特高壓前世今生
文/ 李文華
我國(guó)特高壓在國(guó)際上“無(wú)標(biāo)準(zhǔn)、無(wú)經(jīng)驗(yàn)、無(wú)設(shè)備”的情況下，成功實(shí)現(xiàn)從“白手起家”到“大國(guó)重器”，從“中國(guó)創(chuàng)造”到“中國(guó)引領(lǐng)”，從“裝備中國(guó)”到“裝備世界”?？梢哉f(shuō)，建設(shè)特高壓電網(wǎng)，是我國(guó)電力發(fā)展史上最艱難、最具創(chuàng)新性、挑戰(zhàn)性的重大成就，更是中國(guó)乃至世界電力行業(yè)發(fā)展的重要里程碑。
在碳達(dá)峰、碳中和的大背景下，特高壓電網(wǎng)已成為中國(guó)“西電東送、北電南供、水火互濟(jì)、風(fēng)光互補(bǔ)”的能源運(yùn)輸“主動(dòng)脈”，破解了能源電力發(fā)展的深層次矛盾，實(shí)現(xiàn)了能源從就地平衡到大范圍配置的根本性轉(zhuǎn)變，有力推動(dòng)了清潔低碳轉(zhuǎn)型。
截至2020年底，中國(guó)已建成“14交16直”在建“2交3直”共35個(gè)特高壓工程，在運(yùn)在建特高壓線路總長(zhǎng)度4.8萬(wàn)公里。
“現(xiàn)在特高壓干成功了，人們說(shuō)我是‘特高壓之父’，我認(rèn)為應(yīng)該是‘特高壓之負(fù)’，勝負(fù)的負(fù)。這么多年，我因?yàn)閳?jiān)持搞特高壓，弄得自己傷痕累累，這些又能跟誰(shuí)說(shuō)呢?！眹?guó)家電網(wǎng)公司原董事長(zhǎng)、全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織主席劉振亞如此感慨。
未來(lái)，以特高壓為骨干網(wǎng)架建設(shè)全球能源互聯(lián)網(wǎng)，將推動(dòng)全球清潔能源基地開(kāi)發(fā)、各洲各國(guó)電網(wǎng)互聯(lián)，促進(jìn)能源網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息網(wǎng)“三網(wǎng)”融合發(fā)展，為破解資源緊張、環(huán)境污染、氣候變化、貧困疾病等全球性挑戰(zhàn)，實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展開(kāi)辟新道路、作出新貢獻(xiàn)。
中巴車(chē)上“亮招”
▲±800千伏上海廟—山東特高壓輸電線路。
2004年底，掌舵國(guó)家電網(wǎng)公司兩個(gè)月的劉振亞和時(shí)任國(guó)家發(fā)改委主要領(lǐng)導(dǎo)，一同參加三峽—廣東直流輸電工程驗(yàn)收總結(jié)會(huì)。疾馳的中巴車(chē)上，談及中國(guó)缺電的現(xiàn)狀，劉振亞深感憂慮，國(guó)內(nèi)電力供應(yīng)已“嚴(yán)重拖了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的后腿”。
大規(guī)模、長(zhǎng)距離輸煤一直是中國(guó)能源資源配置的主要方式 ，鐵路新增運(yùn)力的70%以上用于煤炭運(yùn)輸。本世紀(jì)初我國(guó)沿長(zhǎng)江每30公里就有一座發(fā)電廠，長(zhǎng)三角地區(qū)每年每平方公里二氧化硫排放量達(dá)到45噸，是全國(guó)平均水平的20倍。這和中國(guó)資源稟賦與負(fù)荷逆向分布密不可分。中國(guó)76%的煤炭、80%的風(fēng)能、90%的太陽(yáng)能分布在西部北部，80%的水能分布在西南部，70%以上的電力消費(fèi)集中在東中部地區(qū)，能源富集地區(qū)距離東中部電力需求中心1000到4000公里左右。
對(duì)于國(guó)家發(fā)改委主要領(lǐng)導(dǎo)關(guān)于解決方案的疑問(wèn)，自稱(chēng)“電工班班長(zhǎng)”的劉振亞亮出“高招”：建設(shè)“電力高速公路”——特高壓電網(wǎng)，徹底扭轉(zhuǎn)中國(guó)電力發(fā)展長(zhǎng)期受制于煤炭運(yùn)力的難題。
特高壓是指1000千伏交流和±800千伏及以上直流輸電技術(shù)，具有輸電距離遠(yuǎn)、容量大、效率高、損耗低、單位造價(jià)低、占地省等諸多優(yōu)勢(shì)，能夠有效解決能源供應(yīng)不安全、現(xiàn)有電網(wǎng)不安全、生態(tài)環(huán)境不安全等問(wèn)題。
如何從根本上解決化石能源資源有限與需求快速增長(zhǎng)、煤電運(yùn)緊張與能源資源配置能力不足、清潔能源發(fā)展與消納困難等矛盾?
劉振亞這樣描述特高壓思路的形成：“2000年以前我在山東工作，當(dāng)時(shí)各個(gè)地方都是哪里缺電就在哪里建電廠，不重視電網(wǎng)，也很少考慮有沒(méi)有煤、運(yùn)力夠不夠。2000年以后來(lái)到北京，從更高層面再看我國(guó)能源資源、電力供需，才深刻認(rèn)識(shí)到，就地平衡的電力發(fā)展方式，是造成我國(guó)煤電運(yùn)長(zhǎng)期緊張，周期性、季節(jié)性缺電的根源，要根本解決這一難題，必須發(fā)展輸電容量更大、輸電距離更遠(yuǎn)、更高電壓等級(jí)的電網(wǎng)，提高電網(wǎng)‘運(yùn)力’，有朝一日能在全國(guó)范圍配置電力。”
事實(shí)上，剛剛掌舵國(guó)家電網(wǎng)公司的劉振亞，在主持第一次黨組會(huì)上就提出要發(fā)展特高壓。會(huì)后，國(guó)家電網(wǎng)公司就發(fā)展特高壓向國(guó)家遞交了一份材料。中國(guó)特高壓發(fā)展的大幕由此正式拉開(kāi)。
如果更早追溯，劉振亞的胸有成竹，源于早在他的研究生論文中就涉及了中國(guó)需要更高電壓等級(jí)這一課題。
在劉振亞腦海中醞釀多年的特高壓輸電這一“高招”，打動(dòng)了大家，在當(dāng)天三峽-廣東直流輸電工程驗(yàn)收總結(jié)會(huì)上，他們表示特高壓輸電是“解決能源問(wèn)題很好的思路和辦法”，應(yīng)在“電力規(guī)劃中加以研究和考慮”。
2005年春節(jié)后，國(guó)家電網(wǎng)公司啟動(dòng)了可行性研究。2月16日，國(guó)家發(fā)改委發(fā)文(發(fā)改辦能源【2005】282號(hào))提出“啟動(dòng)我國(guó)百萬(wàn)伏級(jí)交流、正負(fù)80萬(wàn)伏級(jí)直流特高壓輸電技術(shù)前期研究工作”。3月21日，國(guó)務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)主持會(huì)議，劉振亞作了匯報(bào)。這次會(huì)議紀(jì)要(國(guó)閱【2005】21號(hào))明確同意發(fā)展特高壓電網(wǎng)，并將特高壓納入國(guó)家重大裝備規(guī)劃。
籌劃多年，特高壓建設(shè)按下了“加速鍵”。
特高壓“論戰(zhàn)”
▲2006年8月19日特高壓晉東南變電站奠基儀式。
就在發(fā)展特高壓得到國(guó)務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)可后不久，一股反對(duì)聲音也在萌生。
2005年5月，一份題為《關(guān)于發(fā)展特高壓電網(wǎng)存在的問(wèn)題和建議》的報(bào)告，提交到國(guó)務(wù)院。提出現(xiàn)有的500千伏電網(wǎng)上面再搞一個(gè)1000千伏級(jí)電網(wǎng)，是否必要，是否安全。
三天后，國(guó)務(wù)院要求國(guó)家發(fā)改委組織專(zhuān)家討論。一場(chǎng)曠日持久的特高壓“論戰(zhàn)”由此展開(kāi)。
2005年6月21-23日，國(guó)家發(fā)改委在北戴河組織召開(kāi)了特高壓輸電技術(shù)研討會(huì)。會(huì)場(chǎng)擺的論證資料厚達(dá)半米，“200多人參加，既有電工專(zhuān)家，也有電力設(shè)備專(zhuān)家”。
專(zhuān)家們提出的問(wèn)題主要集中于四個(gè)方面：輸煤輸電比較、特高壓經(jīng)濟(jì)性、安全性和電磁環(huán)境影響。
事實(shí)上，與500千伏超高壓交流輸電相比，1000千伏特高壓交流輸電距離增加了2-3倍，輸電容量提高了4-5倍，輸電損耗僅為1/3，走廊寬度僅為1/3，單位造價(jià)只需70%。
與±500千伏超高壓直流輸電相比，±800千伏、±1100千伏特高壓直流輸電距離分別增加了2-3倍、5-6倍，輸電容量分別提高了2-3倍、4-5倍，輸電損耗不到1/2、1/4，單位容量走廊寬度僅為65%、55%，單位造價(jià)只需65%、40%。
與輸煤相比，西部北部大型煤電基地的電力通過(guò)特高壓輸送到東中部負(fù)荷中心，到網(wǎng)電價(jià)比當(dāng)?shù)孛弘姌?biāo)桿上網(wǎng)電價(jià)低0.06-0.13元/千瓦時(shí)。
另外，特高壓輸電工程的電磁環(huán)境指標(biāo)均符合國(guó)標(biāo)要求，噪聲明顯低于500千伏輸電工程。
從2009年我國(guó)第一條特高壓工程投運(yùn)到現(xiàn)在，我國(guó)已經(jīng)建成了30個(gè)特高壓交直流工程，充分驗(yàn)證了特高壓的安全性。在特高壓電網(wǎng)的有力支撐下，我國(guó)電網(wǎng)是目前世界上唯一沒(méi)有發(fā)生大面積停電事故的特大型電網(wǎng)。
會(huì)上，大部分人都贊成搞特高壓，即便一些人提出了需要改進(jìn)或注意的問(wèn)題，但大方向上也都贊成搞。國(guó)家電網(wǎng)公司呼吁“開(kāi)展試驗(yàn)示范工程建設(shè)的條件已經(jīng)具備，建議盡快批準(zhǔn)試驗(yàn)示范工程”。
2005年9月下旬，晉東南-南陽(yáng)-荊門(mén)1000千伏交流特高壓試驗(yàn)示范工程可行性報(bào)告順利通過(guò)國(guó)家審批。
北戴河會(huì)議后，特高壓發(fā)展未能一帆風(fēng)順，一些機(jī)構(gòu)和人員再次提出不同意見(jiàn)。
2005年10月31日，國(guó)家發(fā)改委召開(kāi)第二次論證會(huì)，并特意邀請(qǐng)反對(duì)特高壓的人來(lái)參加。
會(huì)議邀請(qǐng)了原電力部部長(zhǎng)史大楨、原電力部副部長(zhǎng)陸延昌等老領(lǐng)導(dǎo)，與會(huì)專(zhuān)家寫(xiě)了書(shū)面意見(jiàn)材料，并都簽上了名字。
兩次會(huì)議過(guò)后，反對(duì)意見(jiàn)仍然集中在特高壓的安全性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性等問(wèn)題，尤其是對(duì)交流特高壓技術(shù)的應(yīng)用以及由此出現(xiàn)的交流同步電網(wǎng)、大電網(wǎng)安全性等方面，還有不同意見(jiàn)。2006年春節(jié)后，一些人再次提出，慎重考慮發(fā)展特高壓技術(shù)。
特高壓一度成了敏感話題，開(kāi)始陷入“專(zhuān)家上書(shū)-國(guó)家電網(wǎng)公司匯報(bào)-政府論證-專(zhuān)家再上書(shū)-國(guó)家電網(wǎng)公司再匯報(bào)-政府再論證”的“怪圈”。
后來(lái)，國(guó)家發(fā)改委原副主任、國(guó)家能源局原局長(zhǎng)張國(guó)寶在《篳路藍(lán)縷》一書(shū)中回憶：“由于有著過(guò)多的爭(zhēng)議，延緩了特高壓的建設(shè)?！薄安灰f(shuō)劉振亞了，像我們這樣的人都感到身心疲憊。其實(shí)爭(zhēng)論不可怕，但只爭(zhēng)論不拍板，這是有問(wèn)題的?！?/FONT>
2006年11月27日，國(guó)家電網(wǎng)公司舉辦了特高壓輸電技術(shù)國(guó)際研討會(huì)。會(huì)上，時(shí)任國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議秘書(shū)長(zhǎng)科瓦爾認(rèn)為，發(fā)展特高壓不存在技術(shù)可行性問(wèn)題。對(duì)于是否發(fā)展特高壓技術(shù)，當(dāng)時(shí)意見(jiàn)已經(jīng)比較一致。
但在第一條特高壓工程已經(jīng)安全運(yùn)行了5年多，后續(xù)多條特高壓工程相繼建成并安全運(yùn)行的事實(shí)面前，仍然有人不斷質(zhì)疑。
為此，2014年3月，全國(guó)政協(xié)組織了一次專(zhuān)題調(diào)研。5月15日，全國(guó)政協(xié)雙周協(xié)商座談會(huì)專(zhuān)題研究特高壓發(fā)展有關(guān)重大問(wèn)題。會(huì)上，國(guó)家電網(wǎng)公司就為什么要發(fā)展特高壓技術(shù)、為什么要構(gòu)建“三華”同步電網(wǎng)、為什么特高壓電網(wǎng)要交直流協(xié)調(diào)發(fā)展等重大問(wèn)題進(jìn)行了全面系統(tǒng)匯報(bào)。這次會(huì)議對(duì)特高壓發(fā)展有很大的推動(dòng)作用，但原來(lái)反對(duì)的人仍然堅(jiān)持反對(duì)。
無(wú)論如何，全國(guó)政協(xié)座談會(huì)、北戴河會(huì)議、發(fā)改委會(huì)議、特高壓國(guó)際會(huì)議，在中國(guó)特高壓發(fā)展史上，都是繞不過(guò)的思想論戰(zhàn)。
“思想解放”的困境
▲1000千伏榆橫—濰坊特高壓輸電線路。
特高壓發(fā)展過(guò)程中，面對(duì)的最大難題首先是思想認(rèn)識(shí)問(wèn)題。
中國(guó)電力行業(yè)，幾十年來(lái)已經(jīng)習(xí)慣了跟著歐美發(fā)達(dá)國(guó)家走，有些人首先思維上就有定式，認(rèn)為外國(guó)人搞不成的中國(guó)人也搞不成。
但好像無(wú)論特高壓發(fā)展到什么程度，永遠(yuǎn)也叫不醒那些裝睡的人。于是，在特高壓發(fā)展不同階段，總會(huì)出現(xiàn)不同聲音。早期，有人提出我國(guó)不需要特高壓，現(xiàn)有電壓等級(jí)就能滿(mǎn)足要求;之后，又提出特高壓核心技術(shù)中國(guó)人解決不了、關(guān)鍵設(shè)備造不出來(lái);工程建設(shè)階段，提出電磁環(huán)境問(wèn)題無(wú)法解決;工程投運(yùn)后，提出設(shè)備不可靠、電網(wǎng)不安全不經(jīng)濟(jì);多條工程安全穩(wěn)定運(yùn)行多年后，又提出不需要特高壓交流、只需要特高壓直流。爭(zhēng)論層層加碼。正如原電力部部長(zhǎng)史大楨所說(shuō)：“如果要抱著舊觀點(diǎn)不放，誰(shuí)也不會(huì)發(fā)展，我就希望有些人能夠早一點(diǎn)醒過(guò)來(lái)就行?！?/FONT>
2006年元旦前兩天，特高壓輸電技術(shù)被正式列入《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》。但有人仍指出該規(guī)劃綱要沒(méi)有說(shuō)電壓等級(jí)，沒(méi)有明確說(shuō)是特高壓。
對(duì)此，張國(guó)寶回憶：“有人說(shuō)《綱要》里沒(méi)有說(shuō)電壓等級(jí)是多少，沒(méi)有指出來(lái)特高壓。后來(lái)我翻了一下，里邊是寫(xiě)清楚了的，直流是±800千伏，交流是1000千伏?！薄拔艺J(rèn)為發(fā)展特高壓還是多數(shù)科技工作者的共識(shí)。”
為了積極應(yīng)對(duì)，國(guó)家電網(wǎng)公司曾多次到國(guó)務(wù)院匯報(bào)工作，寫(xiě)了多份匯報(bào)材料，說(shuō)明電網(wǎng)電壓等級(jí)、規(guī)模與安全性沒(méi)有必然聯(lián)系。保證電網(wǎng)安全關(guān)鍵是電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)手段的先進(jìn)性、適用性以及運(yùn)行管理水平。
為了全面了解特高壓發(fā)展情況，國(guó)家電網(wǎng)公司先后組織專(zhuān)家多次赴日本、俄羅斯等國(guó)家實(shí)地考察。2005年，劉振亞在日本考察期間，甚至專(zhuān)門(mén)中途停車(chē)徒步上山，聽(tīng)特高壓線路噪聲。當(dāng)年日本建設(shè)了特高壓輸電線路，但一直降壓500千伏運(yùn)行;特高壓試驗(yàn)站三臺(tái)試驗(yàn)用單相變壓器，分別由日立、東芝、三菱制造，一直帶電試運(yùn)行。在俄羅斯考察時(shí)，看到前蘇聯(lián)時(shí)期研發(fā)的特高壓開(kāi)關(guān)斷口多達(dá)12個(gè)(中國(guó)特高壓開(kāi)關(guān)斷口一般是2個(gè))，又笨重又粗糙，這也是受當(dāng)時(shí)的技術(shù)和材料所限。
通過(guò)考察，國(guó)外特高壓發(fā)展要么是尚處于研究階段，要么是因?yàn)榧夹g(shù)或經(jīng)濟(jì)的原因，沒(méi)有商業(yè)運(yùn)行。
“當(dāng)時(shí)看到日本和俄羅斯的特高壓都不成功，我壓力很大，但為了國(guó)家發(fā)展，面對(duì)再大的風(fēng)險(xiǎn)，也要把特高壓搞成功?！倍嗄暌院?，劉振亞用了“后怕”兩個(gè)字來(lái)形容這段心路歷程。
思想解放的過(guò)程雖然艱辛，但不解放，就不可能推動(dòng)特高壓創(chuàng)新發(fā)展。平息爭(zhēng)議最好的辦法顯然是用事實(shí)來(lái)證明。正如2015年原電力部部長(zhǎng)史大楨所說(shuō)，國(guó)內(nèi)關(guān)于特高壓的爭(zhēng)論至今沒(méi)有結(jié)束，但是這十幾年取得的實(shí)際效果證明，即使有不同意見(jiàn)，特高壓這條路堅(jiān)決非走不可。
征服電力“珠穆朗瑪峰”
▲南陽(yáng)開(kāi)關(guān)站特高壓1100千伏、240兆乏并聯(lián)電抗器套管吊裝施工。
特高壓在中國(guó)屬于“白手起家”。
2004年以來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)公司先后組織幾十家科研機(jī)構(gòu)和高校、200多家設(shè)備制造企業(yè)、500多家建設(shè)單位、幾十萬(wàn)人參與了特高壓基礎(chǔ)研究、技術(shù)研發(fā)、設(shè)備研制、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)驗(yàn)證、工程建設(shè)和調(diào)試運(yùn)行等工作，攻克了310項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，解決了過(guò)電壓與絕緣配合、電磁環(huán)境控制、特高壓交直流混合大電網(wǎng)安全控制等世界級(jí)難題。
判斷電網(wǎng)是否安全，世界各國(guó)都是以仿真計(jì)算作為評(píng)價(jià)依據(jù)。中國(guó)電科院建成了世界最先進(jìn)的電力系統(tǒng)仿真平臺(tái)，對(duì)包括220千伏到1000千伏電網(wǎng)、2258臺(tái)發(fā)電機(jī)、35932條線路、11547個(gè)節(jié)點(diǎn)的超大型特高壓交直流混合電力系統(tǒng)進(jìn)行了全景仿真計(jì)算，模擬了10萬(wàn)多個(gè)故障條件和運(yùn)行方式，充分驗(yàn)證特高壓電網(wǎng)的安全可靠性。
2010年，在“三華”電網(wǎng)爭(zhēng)議沸點(diǎn)之時(shí)，國(guó)家能源委專(zhuān)家咨詢(xún)委員會(huì)專(zhuān)門(mén)組織專(zhuān)家、院士到中國(guó)電科院調(diào)研。中國(guó)電科院通過(guò)仿真模擬計(jì)算和多方案比較，認(rèn)為“三華”同步電網(wǎng)不是優(yōu)和劣比選，而是電網(wǎng)發(fā)展的必然選擇。
特高壓設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，需要先進(jìn)的試驗(yàn)條件。目前，中國(guó)建成了世界上電壓等級(jí)最高、技術(shù)最先進(jìn)、功能最完備的特高壓試驗(yàn)研究體系，并依靠自主創(chuàng)新成功研制了世界上電壓等級(jí)最高、容量最大的單體變壓器、直流換流閥、換流變壓器，開(kāi)斷能力最強(qiáng)的開(kāi)關(guān)設(shè)備等21大類(lèi)、百余項(xiàng)首臺(tái)首套特高壓關(guān)鍵設(shè)備實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。
“不逼上絕路，都不知道創(chuàng)新潛力有多大?！碧馗邏旱暮芏嚓P(guān)鍵設(shè)備就是這么逼出來(lái)的。晶閘管是特高壓直流輸電的“CPU”，決定了特高壓直流的輸電能力。當(dāng)時(shí)，有5英寸和6英寸兩個(gè)方案。多數(shù)意見(jiàn)認(rèn)為，“5英寸晶閘管技術(shù)成熟，國(guó)內(nèi)能夠生產(chǎn)，而6英寸晶閘管?chē)?guó)內(nèi)外均未生產(chǎn)使用過(guò)，靠國(guó)內(nèi)自主研發(fā)很困難”“當(dāng)時(shí)，我是堅(jiān)持采用6英寸方案，國(guó)家電網(wǎng)公司內(nèi)部有些同志其實(shí)也有畏難情緒，擔(dān)心搞不成。但世界上哪有簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單，就能實(shí)現(xiàn)的國(guó)際領(lǐng)先?”劉振亞在回憶這段經(jīng)歷時(shí)表示。
現(xiàn)在來(lái)看，6英寸的方案選對(duì)了。6英寸晶閘管，將通流能力從5英寸晶閘管的3000安培，提高到6000安培以上。新疆準(zhǔn)東-皖南±1100千伏特高壓直流線路長(zhǎng)度3324公里，輸電容量達(dá)到1200萬(wàn)千瓦。未來(lái)，±1100千伏特高壓直流輸電距離可達(dá)6000公里、輸電容量可達(dá)1500萬(wàn)千瓦。
正是依靠創(chuàng)新精神，中國(guó)制定了全球首個(gè)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的特高壓技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，形成了特高壓交直流工程從設(shè)計(jì)到制造、施工、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)的全套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。中國(guó)特高壓交流電壓成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
特高壓的成功帶動(dòng)了我國(guó)電工裝備制造產(chǎn)業(yè)全面升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)特高壓全面“走出去”。2014年和2015年，國(guó)家電網(wǎng)公司先后中標(biāo)巴西美麗山水電特高壓直流送出一期和二期工程，目前兩項(xiàng)工程均已建成并保持安全穩(wěn)定運(yùn)行。
2008年路透社曾發(fā)文稱(chēng)，中國(guó)計(jì)劃在2020年時(shí)建成一個(gè)特高壓電網(wǎng)，這項(xiàng)計(jì)劃“出其不意地?fù)屧谀切┰谏?jí)老電網(wǎng)行動(dòng)遲緩的西方國(guó)家的前頭”。
俄羅斯聯(lián)邦電工研究院院長(zhǎng)、俄羅斯科學(xué)院院士吉哈捷耶夫，在觀看中國(guó)特高壓的成果后兩次流淚。雖然特高壓在前蘇聯(lián)起步更早，但最終中國(guó)攀登上了世界電力技術(shù)的高峰，難免失落和遺憾。
霧霾“催化劑”
▲1000千伏山東—河北特高壓環(huán)網(wǎng)工程。
2011年，特高壓建設(shè)真正駛上“快車(chē)道”與一場(chǎng)突如其來(lái)的霧霾密不可分。
當(dāng)時(shí)，國(guó)家發(fā)布報(bào)告稱(chēng)，東北、華北、西北“三北”地區(qū)風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量和發(fā)電量均占全國(guó)85%以上，但棄風(fēng)情況比較嚴(yán)重。2011年，“三北”地區(qū)棄風(fēng)電量達(dá)123億千瓦時(shí)，對(duì)應(yīng)電費(fèi)損失約66億元。
一面是突如其來(lái)的霧霾，一面是清潔能源嚴(yán)重浪費(fèi)。
但在2011年前后，新的特高壓線路批復(fù)依然是個(gè)未知數(shù)。
正是這段時(shí)間，有人提出，只需要發(fā)展特高壓直流，不需要發(fā)展特高壓交流，反對(duì)建設(shè)特高壓交流“三華同步電網(wǎng)”。
“交流、直流只是功能作用不同，就像男人和女人，只是性別不同，沒(méi)有優(yōu)劣之分?！眲⒄駚啅?qiáng)調(diào)。事實(shí)上，無(wú)論國(guó)內(nèi)還是國(guó)際，交流電網(wǎng)都是主體。特高壓直流好比萬(wàn)噸巨輪，特高壓交流電網(wǎng)好比深水港，發(fā)展萬(wàn)噸巨輪就必須建設(shè)深水港。如果只發(fā)展特高壓直流、不發(fā)展交流，形成“強(qiáng)直弱交”結(jié)構(gòu)，很容易因交流故障導(dǎo)致直流系統(tǒng)換相失敗，甚至多條直流同時(shí)故障，導(dǎo)致發(fā)生大面積停電事故。
2013年9月，國(guó)務(wù)院《大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃》提出，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等區(qū)域煤炭消費(fèi)總量負(fù)增長(zhǎng)，逐步提高接受外輸電比例。2014年2月12日國(guó)務(wù)院研究部署加強(qiáng)霧霾治理的常務(wù)會(huì)議上明確“實(shí)施跨區(qū)送電項(xiàng)目”。
4月18日，新一屆國(guó)家能源委員會(huì)首次會(huì)議明確提出，發(fā)展遠(yuǎn)距離大容量輸電技術(shù)，開(kāi)工建設(shè)一批特高壓輸電通道。5月，國(guó)家提出加快推進(jìn)大氣污染防治行動(dòng)計(jì)劃12條重點(diǎn)輸電通道建設(shè)，國(guó)家電網(wǎng)公司負(fù)責(zé)11項(xiàng)輸電工程建設(shè)，其中特高壓工程8項(xiàng)，2017年12月25日全部投運(yùn)。
2018年新基建首次出現(xiàn)在中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議上，特高壓或許等來(lái)了春天。9月3日，國(guó)家能源局準(zhǔn)備了一個(gè)特高壓核準(zhǔn)計(jì)劃：12條特高壓工程，合計(jì)輸電能力5700萬(wàn)千瓦。
可以預(yù)見(jiàn)，“一頭連著西部清潔能源開(kāi)發(fā)利用、一頭連著東中部霧霾治理”的特高壓電網(wǎng)必將會(huì)越來(lái)越得到重視。
非技術(shù)因素的“怪圈”
▲特高壓線路黃河大跨越附件安裝。
特高壓和高鐵、5G分別是我國(guó)能源、交通、信息通信三大基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)重大技術(shù)創(chuàng)新典范。本世紀(jì)初，中國(guó)高鐵和特高壓幾乎同時(shí)起步，2004年國(guó)家出臺(tái)了“四縱四橫”高鐵規(guī)劃，后來(lái)又規(guī)劃了“八縱八橫”。5G發(fā)展更是如火如荼。
但與高鐵和5G相比，特高壓電網(wǎng)覆蓋全國(guó)還有相當(dāng)大的差距。發(fā)展了十幾年，特高壓電網(wǎng)“強(qiáng)直弱交”這柄“達(dá)摩克里斯之劍”一直懸在頭上。
劉振亞認(rèn)為，有些特高壓直流工程利用率低，要么是送端電源建設(shè)沒(méi)跟上，沒(méi)有那么多電可送，要么是受端特高壓交流工程建設(shè)沒(méi)跟上，電網(wǎng)消納能力不足，接受不了那么多電力，最終造成特高壓直流輸電能力閑置和浪費(fèi)。如果不發(fā)展交流電網(wǎng)，直流送電能力也會(huì)受限。
從2009年到現(xiàn)在，華北、華中兩大電網(wǎng)依然僅靠著一條特高壓交流線路保持著弱聯(lián)網(wǎng)，就像“大象走鋼絲”。無(wú)奈之下，國(guó)家電網(wǎng)公司當(dāng)年大規(guī)模建設(shè)抽水蓄能電站、調(diào)相機(jī)，提高電網(wǎng)的有功和無(wú)功調(diào)節(jié)能力，也可以視為一種確保安全的“自救”。
特高壓發(fā)展難，問(wèn)題到底在哪里?
是技術(shù)問(wèn)題嗎?張國(guó)寶在書(shū)中回憶：“國(guó)家電網(wǎng)公司堅(jiān)持要建特高壓交流線路，想把‘三華’(華東、華中、華北)電網(wǎng)聯(lián)起來(lái)，而有人反對(duì)三華電網(wǎng)，應(yīng)該是技術(shù)之爭(zhēng)的問(wèn)題摻進(jìn)了非技術(shù)因素?！?/FONT>
是體制問(wèn)題嗎? 建國(guó)以來(lái)，鐵道部一直是最穩(wěn)定的部委之一，而電力是管理機(jī)構(gòu)變革次數(shù)最多的行業(yè)，經(jīng)歷了燃料工業(yè)部、水利電力部、能源部、電力部、電監(jiān)會(huì)、能源局等多次變革。1996年底，組建國(guó)家電力公司，2002年撤銷(xiāo)后，組建了兩家電網(wǎng)公司、五家發(fā)電集團(tuán)以及規(guī)劃設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、工程建設(shè)等一批相關(guān)電力企業(yè)。山頭林立，難免會(huì)有門(mén)戶(hù)之見(jiàn)。
特高壓爭(zhēng)論多年，隨著技術(shù)問(wèn)題一個(gè)個(gè)解決，反對(duì)意見(jiàn)最后都會(huì)歸咎到改革上，這是近20年中國(guó)電力行業(yè)獨(dú)有的一個(gè)“怪圈”。更有人認(rèn)為，國(guó)家電網(wǎng)公司借發(fā)展特高壓加強(qiáng)電網(wǎng)壟斷，而發(fā)展特高壓交流、搞同步電網(wǎng)，就是加強(qiáng)壟斷的“罪證”。
事實(shí)上，加強(qiáng)電網(wǎng)同步互聯(lián)是保障大電網(wǎng)安全的有效手段。2012年7月30日和31日，印度連續(xù)發(fā)生大面積停電，波及超過(guò)6億人。從事故分析，當(dāng)時(shí)印度電網(wǎng)網(wǎng)架以400千伏為主，尚未形成全國(guó)同步聯(lián)網(wǎng)，五大區(qū)域電網(wǎng)之間聯(lián)系薄弱，電力供應(yīng)和事故支援能力嚴(yán)重不足。
事故發(fā)生后，印度加強(qiáng)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)和電網(wǎng)統(tǒng)一管理，2013 年建成了765千伏的全國(guó)交流同步電網(wǎng)，電力供應(yīng)能力顯著提升,此后再未發(fā)生大面積停電。
與我國(guó)“三華”電網(wǎng)相比，印度電網(wǎng)供電范圍是“三華”電網(wǎng)的1.2倍，供電人口數(shù)量和密度分別是1.7倍和1.3倍。印度早在八年前就實(shí)現(xiàn)了全國(guó)交流聯(lián)網(wǎng)，而我國(guó)“三華”電網(wǎng)建設(shè)仍在反復(fù)爭(zhēng)議中。
2018年9月，由南方電網(wǎng)公司專(zhuān)家牽頭組織了一份《我國(guó)未來(lái)電網(wǎng)格局研究(2020年)咨詢(xún)意見(jiàn)》報(bào)告。有業(yè)內(nèi)人士分析稱(chēng)：“報(bào)告中說(shuō)‘特高壓交流一般不作為輸電工程使用’‘不建議建設(shè)特高壓交流同步電網(wǎng)’。為何會(huì)得出特高壓交流既不適合輸電也不適合聯(lián)網(wǎng)的結(jié)論?背后的緣由，頗耐人尋味?！?/FONT>
由于體制原因，技術(shù)似乎也會(huì)有門(mén)戶(hù)之爭(zhēng)。來(lái)看一組數(shù)據(jù)：南方電網(wǎng)公司先后建成了4條±800千伏特高壓直流線路，有3條采用5英寸晶閘管，輸電容量都是500萬(wàn)千瓦。國(guó)家電網(wǎng)公司第一條±800千伏特高壓直流輸電容量640萬(wàn)千瓦、第二條720萬(wàn)千瓦、后來(lái)又提高到800萬(wàn)千瓦、再到1000萬(wàn)千瓦。同樣是±800千伏特高壓直流，輸電能力相差了一倍。
未來(lái)，特高壓路在何方?新時(shí)代又將賦予特高壓什么樣的歷史使命?這些問(wèn)題值得我們理性思考。
碳中和“風(fēng)口”
▲破解氣候環(huán)境危機(jī)國(guó)際論壇。
是一種巧合，也或是一種注定。
2020年9月22日，我國(guó)在第七十五屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)一般性辯論上宣布碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)迅速引發(fā)全球熱議。就在同一天，全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織舉辦破解氣候環(huán)境危機(jī)國(guó)際論壇，正式發(fā)布《破解危機(jī)》和《可持續(xù)發(fā)展之路》兩項(xiàng)成果。半年之后的2021年3月18日，合作組織又發(fā)布了中國(guó)2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和、2030年中國(guó)能源電力發(fā)展規(guī)劃和2060年展望等研究成果，提出了中國(guó)碳達(dá)峰、碳中和路線圖。
中國(guó)特高壓發(fā)展的成功，已經(jīng)為構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)鋪平了道路。全球能源互聯(lián)網(wǎng)是以特高壓為骨干網(wǎng)架，在全球范圍配置能源、推動(dòng)實(shí)施“兩個(gè)替代”(能源開(kāi)發(fā)實(shí)施清潔替代、能源使用實(shí)施電能替代)的平臺(tái)，是以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，最終形成清潔主導(dǎo)、電為中心、綠色低碳、經(jīng)濟(jì)高效的現(xiàn)代能源體系。
聯(lián)合國(guó)秘書(shū)長(zhǎng)古特雷斯曾表示，中國(guó)特高壓技術(shù)對(duì)可再生能源發(fā)展至關(guān)重要，全球能源互聯(lián)網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展的核心和全球包容性增長(zhǎng)的關(guān)鍵。
諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)獲得者、美國(guó)能源部原部長(zhǎng)朱棣文認(rèn)為，中國(guó)挑戰(zhàn)美國(guó)創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)地位并快速發(fā)展的相關(guān)領(lǐng)域就包括特高壓交、直流輸電。
“如果沒(méi)有寬帶技術(shù)，世界能成為‘地球村’嗎?”劉振亞曾這樣比喻，“可持續(xù)發(fā)展的核心是清潔發(fā)展，實(shí)現(xiàn)清潔發(fā)展就要大規(guī)模開(kāi)發(fā)清潔能源，清潔能源變?yōu)殡娏斔途碗x不開(kāi)特高壓。如果沒(méi)有特高壓技術(shù)，全球能源互聯(lián)網(wǎng)是想都不敢想，現(xiàn)在這是實(shí)實(shí)在在可操作的?！?/FONT>
隨著時(shí)代發(fā)展，特高壓不僅是新的輸電技術(shù)，更是新的資源配置平臺(tái)、新的低碳發(fā)展道路。肩負(fù)著能源轉(zhuǎn)型和永續(xù)供給、清潔低碳和綠色發(fā)展、創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)和民族復(fù)興、可持續(xù)發(fā)展和人類(lèi)命運(yùn)共同體建設(shè)等多重使命。
回顧過(guò)去，特高壓推動(dòng)了我國(guó)電力革命，實(shí)現(xiàn)了能源電力發(fā)展方式的重大轉(zhuǎn)變。立足現(xiàn)在，我國(guó)特高壓電網(wǎng)全面建設(shè)，積極推動(dòng)世界能源電力變革轉(zhuǎn)型。展望未來(lái)，以特高壓電網(wǎng)為核心，加快構(gòu)建我國(guó)和全球能源互聯(lián)網(wǎng)，促進(jìn)“三網(wǎng)”(能源、交通、信息)融合發(fā)展，將為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)，推動(dòng)人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮更大作用。
（轉(zhuǎn)載）
