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特高压技术中国领跑全球,不容反驳
摘要

1888年,李鸿章花6000两白银买了套发电设备和电灯,装在慈禧寝宫讨老佛爷欢心的时候,恐怕不会想到,100多年后,中国特高压技术会领跑世界。

投稿来源:正解局

1888年,李鸿章花6000两白银买了套发电设备和电灯,装在慈禧寝宫讨老佛爷欢心的时候,恐怕不会想到,100多年后,中国特高压技术会领跑世界。

在《从外国垄断,到拿下全球2/3市场,中国只用了20年:脖子够粗,就不怕“卡脖子”》一文中,我介绍了国产盾构机的奇迹之路。

有读者留言,国产盾构机也有短板。类似的言论,在高铁、5G等技术中也出现过。甚至有一种论断,“凡是中国搞出来但别的国家没有,那就是没用的技术;凡是外国有但是中国搞不出来的,那才叫高科技”。

那么,中国有没有真正独步天下的高科技?

如果有,特高压技术肯定算一个。中国是全球唯一掌握特高压技术,并商业化运营的国家。中国的技术标准,也是全球唯一的标准。

特高压输电,这个看似和生活相去遥远的科技,却实实在在地改变着我们的生活,甚至影响着经济版图。

1、特高压,输电技术中的“5G”

前几天有个新闻,说印度高温,把猴子都给热死了。不禁让人担忧,印度还有近1亿人无电可用,漫漫长夏该怎么度过。

(截至2017年,无电人口数量印度以9900万排第一)

早在2015年,中国已经让最后的3万多人用上了电。同在2015年,印度的发电量超过了日本、俄罗斯跃居世界第三,可为什么还有那么多人用不上电?

从技术上看,是因为印度没有中国这么完备的电网和输电技术,特别是长距离输电唯一的解决方法——特高压输电技术。

(2015年,印度的发电量就已经超过俄、日、德等国排名世界第三)

建发电厂容易,可想把电送出去,却绝不是那么简单的。形象地说,输电线路就像是一条运送电的“道路”。输电就是输送能量,要想送得多,就必须加大电压或电流,而电流太大会引起电线发热,电在输送的过程中损耗太多,于是就要升高电压来提高输电的效率。

(特高压与超高压、高压的划分,以及工作原理)

特高压的最大特点是可以长距离、大容量、低损耗输送电力。特高压输电线路输送电能的能力,是超高压的5倍。如果说超高压输电是“4G”,那特高压输电就是名副其实的“5G”。

中国正是有了建造电力输送的“5G”技术,新疆、内蒙古发的电才能送到北京,三峡水库发的电才能送到上海,云贵川大峡谷里的水电才能送到广州。

(目前中国在建在运的特高压示意图)

动辄上千公里的距离,翻山越岭跨江渡河,难度可想而知。

没有电就不可能会有工业和社会经济的发展,假如没有啃下特高压输电技术,中国可能和印度的境遇差不多。

2、特高压,助力中国发电量世界第一

对今天的中国人来说,电就像阳光空气一样是理所当然的存在。然而,每逢夏天用电高峰就频频拉闸限电的记忆,离开我们并没有多少年的时间。

在上世纪80、90年代,甚至直到21世纪初,电力是优先供应给工业生产,其次才是保证居民用电。那时,别说是农村了,就是城市里一到夏天也是三天两头的停电,工厂也得错峰用电。直到2003年夏天,全国还有22个省拉闸限电,居民生活无法充分满足,经济发展也卡在缺电的“瓶颈”。

建设特高压输电线路,在紧迫的“供需矛盾”中被提上了日程。2006年8月,第一条特高压交流试验示范工程开工。2010年7月,来自四川金沙江向家坝水电站的电,通过特高压输电线路被送到了2000公里外的上海。

(“西电东送”不仅缓解了东部地区用电紧张,也带动了中国发电量的提升)

输电能力的提高,让中国的发电量迅速增长。在1985年,中国(大陆地区)的发电量只排全球第6,前面的美、俄、日、德个个都是制造业大国。2011年,中国就超过美国,成了发电量全球第一名的国家。

而到了2015年,仅江苏一个省,就和德国全国的用电量相当。2018年江苏用电负荷连续破亿时,来自西南、华北的电由多条特高压线路送到江苏,最高的时候占到了用电量的1/5。

(1985年、2015年、2016年全球发电量排行榜)

电力供应的充足,让停电成为中国人回忆的同时,更是为中国成为全球制造中心,提供了源源不断的动力。

3、两个质疑,特高压是不是“高科技”?

中国的特高压输电技术独步全球,也招来了不少质疑的声音。

第一个质疑:既然特高压这么有用,为什么发达国家不搞?

其实,欧美日都搞过,不过无一例外地,最后都无疾而终。

上世纪60年代,美国就开始研究1000千伏特高压输电技术,甚至曾经规划了工程,但是赶上70年代的石油危机,再加上经济增速放缓和去工业化,最后不了了之。

(日本曾经规划的特高压输电线路,最终还是没有实施)

上世纪经济大爆发时期,日本也曾想过建核电群,然后用特高压往全国输送电力,甚至在90年代建成了2条线路。其中一条就是从福岛到东京,不过经济泡沫被戳破之后,大规模的核电站没了,这两条线路也降压成了超高压。2005年,福岛核电站泄露,日本的特高压也随之泡汤。

(前苏联1150kV输电线路,后因苏联解体发电量小降压运行)

归根结底一句话,要么没钱,要么没需求。西方发达国家虽然早就开始研究特高压输电技术,但奈何经济下滑,没了需求的动力,结果只能让技术闲置荒废。

第二个质疑:既然发达国家放弃,中国为什么还要搞特高压?

国情所致。中国铁了心研究特高压,也是被资源分布给逼出来的。

中国经济发达地区在中东部,这些地区集中了70%以上的电力消费,但能源资源集中分布的地方却是在上千公里之外的西部。

我们看中国版图上纵横千里的特高压地图就会发现,这些线路起点都是能源资源丰富的地区,而落点均在中东部地区。

(特高压输电线路连接中国能源资源丰富地区和经济发达地区)

过去,我们为满足中东部地区的电力供应,建设大量火电厂,可是用的煤却要从山西、内蒙、新疆这些地方运过去,光每年铁路运的煤就超过20亿吨。

现在,用西部的煤炭、水力资源就地发电,再通过输电线路和电网把电送到中东部地区。用输电代替输煤,特高压成了资源富集地区和电力需求大户之间的便捷通道,也让略显尴尬的资源分布和需求得到了平衡发展。

4、成本与收益,特高压带来的三大收获

一条特高压输电线路投资不低,动辄几百亿元,但是,它带来的收益,可不止是“西电东送”这么简单。

(2020年中国特高压规划方案)

首先,中国掌握了全球特高压技术的话语权。

时至今日,中国特高压输电技术在全世界是独一份,哪个国家想建特高压,都得跟中国买设备,而且技术标准,全世界都在用中国标准。

就拿巴西历史上第二大水电站“美丽山”项目来说,这个亚马逊雨林中的项目,电力要输送到2000公里之外的南方工业区。最终,他们只能找到中国,和国网公司以51%:49%股比联营发展特高压电网。

(巴西美丽山项目线路)

由168项国家标准和行业标准组成的特高压输电技术标准体系,让中国在国际电工标准领域的话语权显著提升。由此推动成立的国际特高压直流和交流输电技术委员会,秘书处也都在中国。

其次,自主创新提升了整个产业链。

新的技术和设备,也让中国的电力设备制造企业,迅速成了全球最有实力的玩家。玩转了特高压的技术和设备制造,再拐回头设计生产超高压的设备,颇有点“降维打击”。

就拿特高压三强之一的许继电气来说,在2011~2014年,得益于特高压的业务推动,许继电气的营收从43亿元直接翻到了83亿元,净利润从1.57亿元跃升到10.6亿元。

(中国企业制造的世界首个特高压柔性直流换流阀)

有了技术和资金的优势,作为未来智能电网首要组成部分的特高压业务,在2017年已经退居为许继的第二大业务,而占了许继总收入36.2%的第一大业务,正是智能变配电系统。这些,都为在即将到来的“能源互联网”时代,中国领先世界带来了无限的可能。

更为重要的是,特高压带来了更清洁的能源消费方式。

2012年,一场弥漫1/4国土面积的雾霾影响着6亿人的生活,调整能源结构成了大气污染防治的重要一项内容。

2016年,特高压输电作为“十三五”规划重大项目,写进政府工作报告。2017年,中国的水电、风电、太阳能发电装机全部成为全球最大规模。

作为电力输送“高速公路”,特高压把这些建在青海、新疆茫茫戈壁上的风电、太阳能,把横亘在金沙江、雅鲁藏布江上的水电,源源不断地输往东部。这些特高压送来的清洁电力,让华北和长三角地区每年减排二氧化硫96万吨、氮氧化物53万吨、烟尘11万吨。

(特高压线路的建设,让清洁电能的比例越来越高)

5、百年巨变,敢为天下先

1888年,李鸿章花6000两白银买了套发电设备和电灯,装在慈禧寝宫讨老佛爷欢心的时候,恐怕不会想到,100多年后,中国特高压技术会领跑世界。

而在今天,仍有不少人不相信,这几十年一直在追赶世界领先科技的中国,能反超成为科技的引领者。

特高压输电技术的敢为天下先,足以证明从容淡定的中国自信已经渐渐复苏。

相信中国,像特高压这样的技术突破和引领,会越来越多。

 

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