BBC：中國特高壓電網(wǎng)如同“電力高鐵”，為全球?qū)で竽茉崔D(zhuǎn)型方案提供寶貴經(jīng)驗

作者 :中華軍事 2024-11-17 16:29:09 圍觀 : 次評論

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【文/東方軍事熊超然】“中國的清潔能源產(chǎn)量比其他任何國家都多。如今，中國正著手建設(shè)配套的特高壓電網(wǎng)——其大規(guī)模發(fā)展戰(zhàn)略能否取得成功？”

11月15日，英國廣播公司（BBC）的一篇報道文章，注意到了上海奉賢換流站，即向家壩-上海±800千伏（kV）特高壓直流輸電工程的受端換流站。向家壩水電站位于云南省水富市與四川省宜賓市交界的金沙江峽谷出口處，而在1900公里之外，奉賢換流站作為電力樞紐，為上海市民住宅、辦公樓以及工廠輸送電力。

這條輸電線路于2010年投入使用，是中國首批特高壓項目之一，這項技術(shù)更被稱為“電力高鐵”，通過構(gòu)建龐大的特高壓基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，旨在實現(xiàn)電力的遠(yuǎn)距離輸送，特別是將在偏遠(yuǎn)地區(qū)產(chǎn)生的電力輸送到人口稠密的城市。

如今，中國步入“雙碳”新時代，特高壓在新型電力系統(tǒng)中的重要地位也再度顯現(xiàn)。2022年1月24日，中共中央政治局就努力實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)進(jìn)行第三十六次集體學(xué)習(xí)。會上明確指出，“要加大力度規(guī)劃建設(shè)以大型風(fēng)光電基地為基礎(chǔ)、以其周邊清潔高效先進(jìn)節(jié)能的煤電為支撐、以穩(wěn)定安全可靠的特高壓輸變電線路為載體的新能源供給消納體系”。

BBC的報道指出，盡管使用特高壓并不是傳輸可再生能源的唯一方式，但其在擁有世界上最大國家電力系統(tǒng)的中國得以應(yīng)用，可以為全球?qū)で罂焖賹崿F(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的解決方案提供寶貴的經(jīng)驗。

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特高壓換流站資料圖

什么是特高壓？

高鐵，是速度和效率的象征，而這也正是特高壓網(wǎng)絡(luò)被稱為“電力高鐵”的原因所在。

簡而言之，特高壓輸電線路的工作原理是，在傳輸相同功率的情況下，電壓越高，電流越低。電流降低意味著電力在電纜中傳輸時損失的熱量減少，從而能夠以更高的效率進(jìn)行長距離傳輸。

BBC援引了中國科學(xué)院力學(xué)研究所工程師郭亮的一番觀點——供電最快的方式是將電線直接連接到用戶，而不是將原材料運送到離他們更近的發(fā)電廠，電力傳輸速度幾乎與光速一樣快，而且存儲成本高昂。

“電力一旦產(chǎn)生，就需要立即輸送出去。這就是為什么我們需要這樣一個網(wǎng)絡(luò)，也就是‘電力高鐵’，來確保電力能夠傳輸?shù)绞褂谜吣抢铩！惫猎谘胍曇粰n訪談節(jié)目中指出。

不同國家對于特高壓線路的認(rèn)定標(biāo)準(zhǔn)存在差異。中國將直流（DC）電壓等級達(dá)到800千伏及以上、交流（AC）電壓等級達(dá)到1000千伏及以上的線路定義為特高壓線路。直流系統(tǒng)能以更小的損耗傳輸更多的電力，且能覆蓋更遠(yuǎn)的距離，但其建設(shè)成本更高。相比之下，交流線路可以在途中與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)相連，因此更加靈活，但為確保成本效益，其長度通常不超過1500公里。在中國，同時使用這兩種類型的線路。

過去有爭論，如今已是“大國重器”

一開始，特高壓建設(shè)的初始推動力，與中國特殊國情密不可分：東西部的經(jīng)濟(jì)水平、人口密度與電力資源嚴(yán)重不均衡，帶來電力供需的東西部錯配，西電必須東送。而超大規(guī)模的“西電東送”，只有特高壓通道能堪當(dāng)重任。

中國能源資源與電力負(fù)荷需求呈逆向分布，80%以上的能源資源分布在西部、北部，70%以上的電力消費集中在東部、中部。特高壓電網(wǎng)具備輸電容量大、距離遠(yuǎn)、效率高、損耗低、占地省等顯著優(yōu)勢，是“西電東送、北電南供、水火互濟(jì)、風(fēng)光互補”的能源運輸“主動脈”。

不過，特高壓在中國的投建與決策之路并不平坦。過去20年，特高壓一路走來，從來就不乏爭論。國家電網(wǎng)公司原董事長、黨組書記劉振亞，被廣泛稱為“中國特高壓線路之父”，他一開始的設(shè)想，因技術(shù)的可靠性及其對環(huán)境的影響等因素，多次遭到各方反對。

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2024年11月14日，位于甘肅省張掖市的±800千伏哈密一重慶特高壓直流輸電線路工程，江蘇省送變電有限公司施工人員正在高空架設(shè)電網(wǎng)。視覺中國

蘭德公司（RAND）的中國問題分析師菲奧娜·昆布雷（Fiona Quimbre）表示：“（劉振亞）的提議在當(dāng)時確實是一個大膽而新穎的概念，后來在中國政策制定者中獲得了支持。”

2006年，發(fā)展特高壓技術(shù)被納入“十一五規(guī)劃”中，這標(biāo)志著其已成為國家戰(zhàn)略。同年，中國開始建設(shè)首個項目，即一條640公里的交流輸電線路，該線路途經(jīng)中部地區(qū)，將中國北方的煤炭中心山西與中部省份湖北連接起來，該線路于2009年初投入運營。

隨后，更多雄心勃勃的項目迅速跟進(jìn)。2010年建成時，向家壩-上海線路是當(dāng)時世界上電壓等級最高、輸送容量最大、輸送距離最遠(yuǎn)的直流輸電工程，該線路跨越八個省級行政區(qū)，擁有3939座鐵塔，將金沙江的水電直接輸送到上海，最大輸電容量為640萬千瓦，可滿足上海市高達(dá)40%的電力需求。

截至2023年底，中國已建成特高壓交流線路19條，特高壓直流線路20條，特高壓線路的輸電長度超過4萬公里，足以繞地球赤道一圈，這些線路不僅輸送水電和煤電，還輸送風(fēng)電和太陽能發(fā)電。

全球特高壓形勢如何？為何美國發(fā)展不起來？

蘭德公司專門研究能源和輸電基礎(chǔ)設(shè)施的經(jīng)濟(jì)學(xué)家伊斯梅爾·阿西涅加斯·魯埃達(dá)（Ismael Arciniegas Rueda）表示，特高壓技術(shù)并非中國發(fā)明的，但中國已將這些項目變成了一種“日常”。

魯埃達(dá)形容，中國在特高壓技術(shù)方面“更上一層樓，突破了極限”，就像在許多與能源轉(zhuǎn)型相關(guān)的技術(shù)中所做的那樣。同時，中國在特高壓輸電線路的里程數(shù)方面是“獨一無二的存在”，諸如印度和巴西等國也擁有一些超長特高壓線路，但其使用規(guī)模或運行電壓水平與中國不可同日而語。

作為南美洲最大的國家，巴西目前有兩條800千伏直流輸電線路在運行，均由中國國家電網(wǎng)承建，這些線路從北部的亞馬遜盆地將水電輸送到人口稠密的東南部地區(qū)，包括圣保羅和里約熱內(nèi)盧。此外，中國國家電網(wǎng)正在巴西建設(shè)另一條特高壓線路。

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BBC指出，從全球來看，各地也在規(guī)劃一些跨大陸的高壓項目（其電壓水平低于特高壓）。在歐洲地區(qū)，正在開發(fā)多條海底電纜，以從北非輸送太陽能和風(fēng)能。在亞太地區(qū)，有人提出了一個名為Sun Cable的巨型項目，該項目計劃通過印度尼西亞，將澳大利亞北部的太陽能電力輸送到4300公里外的新加坡。

魯埃達(dá)表示，盡管技術(shù)在不斷進(jìn)步，但跨國（或在美國跨州）輸電仍面臨其他挑戰(zhàn)，最大的障礙是監(jiān)管問題。“要實現(xiàn)（跨國或跨州輸電），你需要大量的文件、許可證等，而且并不是每個人都想在家旁邊有一條輸電線路。”

報道稱，成本是另一個障礙，尤其是在美國，不僅所有參與長距離輸電線路的利益相關(guān)者都必須批準(zhǔn)該項目，相關(guān)區(qū)域輸電組織也必須同意分擔(dān)成本，這就是為什么特高壓在美國沒有發(fā)展起來的原因。

此外，巨型電網(wǎng)還意味著，如果其中一部分出現(xiàn)故障，大規(guī)模停電的風(fēng)險也會更高，就像2003年加拿大和美國部分地區(qū)發(fā)生的大范圍停電那樣。

能源轉(zhuǎn)型，特高壓也有“中國方案”

隨著新型電力系統(tǒng)加快構(gòu)建，中國的“西電東送”特高壓工程正向更綠色、更高效的方向發(fā)展，推動西南水電和西部、北部清潔能源大規(guī)模開發(fā)外送的同時，促進(jìn)東中部地區(qū)能源結(jié)構(gòu)清潔綠色轉(zhuǎn)型。

而隨著中國加快可再生能源部署，特高壓線路的使命也隨之發(fā)生了變化。2022年，國家能源局表示，基于沙漠的風(fēng)能和太陽能基地應(yīng)當(dāng)規(guī)劃輸電線路，將電力輸送到國家另一端的城鎮(zhèn)。2023年，首條此類專用線路——連接中國西北部的寧夏回族自治區(qū)與南部湖南省的線路，正式開工建設(shè)。

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在一些研究人員看來，特高壓的好處明顯。芬蘭能源與清潔空氣研究中心（CREA）聯(lián)合創(chuàng)始人勞里·米利維爾塔（Lauri Myllyvirta）也認(rèn)為，在中國這樣一個大國，雖然能源生產(chǎn)基地和城市之間的距離是一個挑戰(zhàn)，但特高壓這項技術(shù)也帶來了能源效益。

“中國幅員遼闊，當(dāng)東部已經(jīng)日落時，西部仍然陽光明媚。”米利維爾塔：“而且，當(dāng)中國的某個地區(qū)因低氣壓區(qū)而產(chǎn)生大風(fēng)時，中國的另一個地區(qū)在同一時間可能處于完全不同的天氣中。”因此，他認(rèn)為，特高壓輸電線路可通過將電力從氣候條件有利的地方迅速輸送到不利的地方，來平衡太陽能和風(fēng)能發(fā)電的波動。

也有一些研究人士認(rèn)為，可再生能源未來的解決方案不會依賴于某一種輸電技術(shù)，而是多種解決方案的組合。比如，另一種選擇是微電網(wǎng)，它實現(xiàn)了能源的本地化發(fā)電、存儲和使用，由于靈活且成本效益高，微電網(wǎng)在一些發(fā)展中國家越來越受歡迎。

然而，對于魯埃達(dá)來說，特高壓輸電可以成為各國需要考慮的一系列選項之一，且它是關(guān)鍵選項。“電網(wǎng)就像脊梁骨一樣，你需要以某種方式連接到電網(wǎng)，但如果電網(wǎng)出現(xiàn)故障，那么有替代方案就好了。”

本文系東方軍事獨家稿件，轉(zhuǎn)載請注明出處。

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什么是特高壓？

高鐵，是速度和效率的象征，而這也正是特高壓網(wǎng)絡(luò)被稱為“電力高鐵”的原因所在。

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