文澄閔
由超高壓、特高壓電網組成的輸電“高速公路”可實現長距離、大規模、低損耗的輸送電能,從而守護萬家燈火,夯實工業發展的能源命脈。供給與需求的空間錯配客觀上要求建設跨區域特高壓電網,新一輪的特高壓基礎設施建設將帶動制造業以及諸多新興產業的發展。
繼續夯實新基建的重頭戲
輸電電壓一般分高壓、超高壓和特高壓,因發展需求及空間因素,電能需要超遠距離和超大規模的傳輸,在此過程中,電壓越高傳輸的效率越高、傳輸損耗越少。
“多煤貧油少氣”,我國版圖雖大卻能源資源分布不均,水電相關產業密集于川滇藏等西南地區,風電和光伏相關產業密集于西北,煤炭相關產業密集于山西內蒙陜西新疆等北部地區,用電側主要分布在東南沿海,如江蘇、廣東、山東、浙江等經濟發達但土地資源較為稀缺的地區;客觀條件的限制與特高壓技術的攻關及應用,最終形成了西電東送、北電南送的電網格局,通過特高壓建設使我國電網連成“一張網”,特高壓電網成為輸送能源的大動脈。
特高壓建設可優化資源配置、消納清潔能源,其產業鏈較長,能廣泛拉動社會投資、增加就業崗位,從而拉動基建投資、托底實體經濟。此前,在國家政策的推動下,特高壓迎來了多輪建設周期。2006年以來,發展特高壓先后納入我國國民經濟和社會發展“十一五”、“十二五”、“十三五”規劃綱要,是基礎設施投資、穩定內需、刺激經濟的重要選擇,并在去年成為“新基建”的重要內容。2020年電網投資4500億元,帶動社會投資9000多億元,整體規模超過1.3萬億元。據賽迪發布的《“新基建”之特高壓產業發展及投資機會白皮書》預計,到2022年,中國特高壓產業及其產業鏈上下游相關配套環節所帶動的總投資規模將達到4140億元;到2025年,特高壓產業與其帶動產業整體投資規模將達5870億元。
隨著社會經濟的持續發展,電能消耗的大幅提升,勢必需要大幅提升電網側積極消納、友好互動、長距離傳輸、大網架組網的能力。業界公認,核電、風電、水電、光伏等清潔能源的未來發展依賴于特高壓技術,而5G應用、充電樁、大數據中心、工業互聯網、城際以及城軌交通等基建耗電大戶迫切需要特高壓技術保駕護航;人工智能、大數據等新一代信息技術的深入應用則促使特高壓設備行業向智能化、自動化、功能一體化的方向探行。
合理調配,緩解缺電頑疾
當前我國已投運21條特高壓線路,一定程度上緩解了中東部地區電力供應緊張的局面。而且我國特高壓技術領域已經誕生眾多世界級“第一”。去年年中,世界最高電壓等級的特高壓直流——準東-皖南±1100千伏特高壓直流輸電工程,輸電功率由600萬千瓦提升到800萬千瓦,于全國目前在運的26條特高壓線路中功率最大者,輸電能力居全球第一;該項目每天可向華東地區輸送電能1.92億千瓦時,相當于燃燒6萬噸標準煤,可以滿足安徽省7100多萬居民近2天的用電需求。近日,世界首個清潔能源遠距離輸送大通道青海-河南±800千伏特高壓直流輸電工程雙極高端建成投運,這個途經青海、甘肅、陜西、河南4省,全長1587公里的工程是全國乃至世界第一條以清潔能源外送為主的特高壓通道,被視為我國發展運用特高壓輸電技術推動新能源大規模開發利用的重大創新,可進一步提升特高壓輸電的安全可靠性和標準化水平。另據《電力增長零碳化(2020-2030):中國實現碳中和的必經之路》報告,“通過提高各省間電網互聯、改造現有燃煤和水電裝機以增強電網靈活性,以及進一步推動電力市場改革,電力系統完全能夠有效管理因風電和光伏發電比例提高而帶來的更高程度的發電波動挑戰。”
華北電力大學能源互聯網研究中心主任曾鳴認為,“‘十四五期間,電力系統安全要認真考慮集中式發電、遠距離輸送和分布式發電、就地消納二者之間密切結合的問題,集中式與分布式的結合,遠距離輸送與就地消納的結合,只有這樣才能夠支撐能源安全。”
歐美國家的特高壓輸電技術研究起步較我國更早,但因為種種原因并沒有進行大規模商業化應用,“特高壓輸電給了中國一次實現跨越式發展與自主創新的歷史性機會”。自建成第一個示范工程以來,經過多年砥礪發展,我國目前已實現特高壓輸電工程的大規模商業化應用,并在核心技術上實現全面國產化,特高壓技術亦成為我國海外科技輸出的成功典范。
我國的特高壓技術標準是該領域世界通用的行業標準,已有168個國家跟我國國家電網簽訂特高壓技術領域的戰略合作協議。特高壓技術已在“一帶一路”經濟帶輸電走廊的建設中發揮重要作用,如已建成中俄、中蒙、中吉等十條跨國輸電線路,埃塞俄比亞-肯尼亞直流聯網、土耳其-伊朗聯網等跨國重點工程正處于建設中;未來將實現中國與中亞5國的電網相聯,共享哈薩克斯坦大型能源基地和中亞豐富的風能和太陽能資源,遠期或將實現和蒙古、俄羅斯等國聯網。可以說,我國起主導作用的特高壓相關建設將有力推動世界領域的能源生產和消費變革,打造泛亞洲區域的“超級電網”以及構造“全球能源互聯網”,特高壓輸電技術必不可少。