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新基建之下,特高壓是打造智慧能源的主動脈

  新冠肺炎疫情沖擊和經濟下行壓力,“新基建”成爲國家振興經濟的強心劑。在新基建體系中,特高壓成爲重點領域之一,爲智慧能源發展提供了重要方向。而電能的應用被成爲能源領域的第三次重大革命,引導社會生産進入技術密集型時代,規模化生産、批量化生産應運而生。
  近幾年,在國家創新發展戰略的引導下,國家電網在特高壓、智能電網、柔性直流輸電、大電網安全控制、新能源並網等領域取得重大突破。尤其是在特高壓領域,2012年,國家電網自主研發的“特高壓交流輸電關鍵技術、成套設備及工程應用”獲國家科技進步特等獎;2017年,中國電網自主研發的“特高壓±800kV直流輸電工程”獲國家科技進步特等獎。
  特高壓全稱特高壓輸電技術,指的是1000kV及以上的交流電和±800kV(±750kV)及以上的直流電傳輸技術。在特高壓之下還有高壓、超高壓,其中高壓線路指的是電壓等級在10kV~220kV的輸電線路,超高壓指的是電壓等級在330kV~750kV的輸電線路。
  高速發展的社會經濟對輸電距離與輸電容量提出了更高的需求,促使輸電技術不斷進步,更高電壓等級的電網持續發展。電壓等級越高對技術的要求也就越高,因此,輸電網的電壓水平在一定程度上反映了電網容量、覆蓋區域、輸電距離以及輸電技術水平。
  “十三五”以來,我國風電項目有序發展,相關技術不斷進步,成本持續降低。據國家能源局發布的數據顯示,2019年一季度末,全國風電累計並網裝機容量達1.89億千瓦,已達到“十三五”規劃目標的90%。其實,早在2012年,我國並網風電裝機容量就已超過美國,成爲世界第一風電裝機大國。

  我國發展風電的緣由與許多國家一樣,爲調整能源結構,發展清潔能源,降低大氣汙染。但與其他國家不同的是,日漸嚴重的霧霾加速了我國風電發展進程。2012年冬,霧霾使我國1/4國土面積上近6億人深受影響。2013年9月,國務院出台《大氣汙染防治行動計劃》,明確提出要盡快調整能源結構。2014年5月,爲防治大氣汙染,國家決定加快大氣汙染防治行動計劃中提到的12條重點輸電通道建設,其中就包括“四交四直”特高壓工程。同年,中央經濟工作會議將轉變經濟發展方式,調整産業結構放到了重要位置。
  2015年,黨的十八屆五中全會召開,會議通過了《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十三個五年規劃的建議》,明確提出“創新、協調、綠色、開放、共享”的發展理念,再一次堅定了發展清潔能源的決心。2016年3月召開的“兩會”,將“特高壓輸電”正式列爲“十三五”規劃重大項目,並將其寫入了政府工作報告。2012年至今,從風電到特高壓,我國一直在以新技術、新方式探索新能源,推動能源革命的開展。
  過去幾十年,我國電力發展始終堅持“就地平衡”的原則,哪裏有需求就在哪裏建電廠。因爲東中部經濟發展速度較快,對電能需求較大,所以這些地區聚集了大量火電廠,環境汙染非常嚴重。
  經濟的高速發展需要消耗大量能源,作爲快速發展中國家,我國能源消費在世界排名第二,導致我國絕大多數城市的大氣汙染物排放已經達到了區域環境質量達標值允許的最大排放量。對于我國來說,調整能源結構、防控大氣汙染已經迫在眉睫。特高壓電網建設與運營將使這一情況發生極大改善。
  據國家電網公司發布的數據顯示,2009年~2011年,1000kV晉東南—南陽—荊門特高壓交流輸電線路累計送電209億kW/h,其中華北地區向華中地區輸送火電130億kW/h,相當于420萬噸煤;華中地區向華北地區輸送水電79億kW/h,幫助華北地區減少燃煤255萬噸。
  特高壓電網被譽爲“電網高速公路”,在節能減排領域做出了突出貢獻,不僅有利于區域經濟協調發展,還能使環保空間實現優化利用,提高土地資源利用率,減少煤炭燃燒及二氧化碳排放,真正實現節能減排。


特高壓帶來的新契機

  1、能源革命:開啓綠色能源之路受益于“向家壩—上海±800kV特高壓直流輸電示範工程”,上海成爲世界最大的“綠色城市”。據統計,四川向家壩每年要通過這一線路向上海輸送350億kW/h的水電,減少燃煤1600萬噸,減少二氧化碳排放2600萬噸。
  在中國能源結構中,煤炭占比達到了70%。在全國大力推廣清潔能源的形勢下,四川地區的水電優勢將通過特高壓不斷放大。目前,我國工業化、城鎮化發展速度越來越快,能源消費需求持續增長,節能減排形勢非常嚴峻。在此形勢下,我國必須大力推廣清潔能源,以保證我國的能源安全,應對氣候變化,謀求可持續發展。
  風能、水能、核能、太陽能等清潔能源要想利用,最常用的方式就是轉化爲電能。我國的水能資源主要分布在四川、雲南、西藏等地,風能主要分布在華北、西北、東北等地和東部沿海地區,太陽能主要分布在西部和北部的沙漠、戈壁灘等地,而能源需求大省主要分布在華北、華中和華東等地。
  爲滿足清潔能源大跨度調運與配置的需求,我國必須建立大容量、遠距離的能源運輸通道,即特高壓電網。爲此,加快特高壓工程建設也就成了必然之舉。2017年底,“四交四直”特高壓線路全部投入運營,華北電網初步形成特高壓交流網架,京津冀魯新增受電能力3200萬kW,長三角新增受電能力3500萬kW,每年可減少排放96萬噸二氧化硫,53萬噸氮氧化物和11萬噸煙塵,防控大氣汙染的效果顯著。
  借西部、北部地區的清潔能源助推東中部地區的能源消費轉型,特高壓已成爲我國經濟實現綠色發展的重要渠道。
  事實上,我國輸變電行業一直以來都處于追隨地位,特高壓輸電技術的發展改變了這一局面,確立了我國輸變電行業在國際上的領先地位。
  首先特高壓輸電工程基礎設施建設不僅可以拉動與之配套的中低壓及配網建設,還能憑借其對上下遊關聯産業的配套需求,帶動電纜線路、輸電鐵塔、特高壓核心設備、電氣設備、通信設備等産業發展,爲社會提供更多就業崗位,加快各細分行業複工複産進度,促進國民經濟實現穩定發展。
  其次特高壓輸電工程基礎設施建設具有“調”能源、優供給的優勢,可以提升能源利用效率。目前,我國電力能源分布呈現出能源中心與負荷中心逆向分布狀態,西北部電量富余,中東部電力需求緊張。在“西電東調”,解決區域間電力資源分布不均問題方面,特高壓技術發揮著極其重要的作用。同時,憑借輸送容量大、傳輸距離遠、運行效率高和輸電損耗低等優勢,特高壓技術還可以提高輸電企業的運營效益,緩解用電方電力資源緊缺等問題,提高整個區域的能源利用效率。
  此外,我國電力企業加大在特高壓輸電工程基礎設施建設領域的投入,可在特高壓建設領域積累豐富的經驗。作爲全球唯一對特高壓開展商業運營的國家,我國特高壓電網建設不僅可以爲“一帶一路”沿線國家的電力基礎設施建設提供經驗,還可以爲全球能源互聯網建設貢獻中國方案,在國際舞台上樹立一個全新的中國制造品牌。
  值得注意的是,早在20世紀中期,美國、日本等國家就開始研發特高壓輸電技術,建設特高壓電網並投入使用,但終因運營效益過低無法滿足企業持續發展需求不得不停止運營或者降壓運營。半個世紀之後,2015年,巴西、巴基斯坦等新興經濟體開始籌建特高壓。近幾年,中國電網與這些國家圍繞特高壓技術展開了一系列合作,爲這些國家的特高壓輸變電網體系建設提供支持與助力。
  新基建的時代已開啓,電力行業已經迎來了數字化變革的新藍海,更靈活、更高效、更具競爭力的電網形態將是未來發展的必然趨勢。特高壓輸電工程基礎設施建設必將成爲新時代中國的國之重器,成爲中國制造的“金色名片”。

 

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