新基建之下,特高压是打造智慧能源的主动脉

  新冠肺炎疫情冲击和经济下行压力,“新基建”成为国家振兴经济的强心剂。在新基建体系中,特高压成为重点领域之一,为智慧能源发展提供了重要方向。而电能的应用被成为能源领域的第三次重大革命,引导社会生产进入技术密集型时代,规模化生产、批量化生产应运而生。
  近几年,在国家创新发展战略的引导下,国家电网在特高压、智能电网、柔性直流输电、大电网安全控制、新能源并网等领域取得重大突破。尤其是在特高压领域,2012年,国家电网自主研发的“特高压交流输电关键技术、成套设备及工程应用”获国家科技进步特等奖;2017年,中国电网自主研发的“特高压±800kV直流输电工程”获国家科技进步特等奖。
  特高压全称特高压输电技术,指的是1000kV及以上的交流电和±800kV(±750kV)及以上的直流电传输技术。在特高压之下还有高压、超高压,其中高压线路指的是电压等级在10kV~220kV的输电线路,超高压指的是电压等级在330kV~750kV的输电线路。
  高速发展的社会经济对输电距离与输电容量提出了更高的需求,促使输电技术不断进步,更高电压等级的电网持续发展。电压等级越高对技术的要求也就越高,因此,输电网的电压水平在一定程度上反映了电网容量、覆盖区域、输电距离以及输电技术水平。
  “十三五”以来,我国风电项目有序发展,相关技术不断进步,成本持续降低。据国家能源局发布的数据显示,2019年一季度末,全国风电累计并网装机容量达1.89亿千瓦,已达到“十三五”规划目标的90%。其实,早在2012年,我国并网风电装机容量就已超过美国,成为世界第一风电装机大国。

  我国发展风电的缘由与许多国家一样,为调整能源结构,发展清洁能源,降低大气污染。但与其他国家不同的是,日渐严重的雾霾加速了我国风电发展进程。2012年冬,雾霾使我国1/4国土面积上近6亿人深受影响。2013年9月,国务院出台《大气污染防治行动计划》,明确提出要尽快调整能源结构。2014年5月,为防治大气污染,国家决定加快大气污染防治行动计划中提到的12条重点输电通道建设,其中就包括“四交四直”特高压工程。同年,中央经济工作会议将转变经济发展方式,调整产业结构放到了重要位置。
  2015年,党的十八届五中全会召开,会议通过了《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》,明确提出“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念,再一次坚定了发展清洁能源的决心。2016年3月召开的“两会”,将“特高压输电”正式列为“十三五”规划重大项目,并将其写入了政府工作报告。2012年至今,从风电到特高压,我国一直在以新技术、新方式探索新能源,推动能源革命的开展。
  过去几十年,我国电力发展始终坚持“就地平衡”的原则,哪里有需求就在哪里建电厂。因为东中部经济发展速度较快,对电能需求较大,所以这些地区聚集了大量火电厂,环境污染非常严重。
  经济的高速发展需要消耗大量能源,作为快速发展中国家,我国能源消费在世界排名第二,导致我国绝大多数城市的大气污染物排放已经达到了区域环境质量达标值允许的最大排放量。对于我国来说,调整能源结构、防控大气污染已经迫在眉睫。特高压电网建设与运营将使这一情况发生极大改善。
  据国家电网公司发布的数据显示,2009年~2011年,1000kV晋东南—南阳—荆门特高压交流输电线路累计送电209亿kW/h,其中华北地区向华中地区输送火电130亿kW/h,相当于420万吨煤;华中地区向华北地区输送水电79亿kW/h,帮助华北地区减少燃煤255万吨。
  特高压电网被誉为“电网高速公路”,在节能减排领域做出了突出贡献,不仅有利于区域经济协调发展,还能使环保空间实现优化利用,提高土地资源利用率,减少煤炭燃烧及二氧化碳排放,真正实现节能减排。


特高压带来的新契机

  1、能源革命:开启绿色能源之路受益于“向家坝—上海±800kV特高压直流输电示范工程”,上海成为世界最大的“绿色城市”。据统计,四川向家坝每年要通过这一线路向上海输送350亿kW/h的水电,减少燃煤1600万吨,减少二氧化碳排放2600万吨。
  在中国能源结构中,煤炭占比达到了70%。在全国大力推广清洁能源的形势下,四川地区的水电优势将通过特高压不断放大。目前,我国工业化、城镇化发展速度越来越快,能源消费需求持续增长,节能减排形势非常严峻。在此形势下,我国必须大力推广清洁能源,以保证我国的能源安全,应对气候变化,谋求可持续发展。
  风能、水能、核能、太阳能等清洁能源要想利用,最常用的方式就是转化为电能。我国的水能资源主要分布在四川、云南、西藏等地,风能主要分布在华北、西北、东北等地和东部沿海地区,太阳能主要分布在西部和北部的沙漠、戈壁滩等地,而能源需求大省主要分布在华北、华中和华东等地。
  为满足清洁能源大跨度调运与配置的需求,我国必须建立大容量、远距离的能源运输通道,即特高压电网。为此,加快特高压工程建设也就成了必然之举。2017年底,“四交四直”特高压线路全部投入运营,华北电网初步形成特高压交流网架,京津冀鲁新增受电能力3200万kW,长三角新增受电能力3500万kW,每年可减少排放96万吨二氧化硫,53万吨氮氧化物和11万吨烟尘,防控大气污染的效果显著。
  借西部、北部地区的清洁能源助推东中部地区的能源消费转型,特高压已成为我国经济实现绿色发展的重要渠道。
  事实上,我国输变电行业一直以来都处于追随地位,特高压输电技术的发展改变了这一局面,确立了我国输变电行业在国际上的领先地位。
  首先特高压输电工程基础设施建设不仅可以拉动与之配套的中低压及配网建设,还能凭借其对上下游关联产业的配套需求,带动电缆线路、输电铁塔、特高压核心设备、电气设备、通信设备等产业发展,为社会提供更多就业岗位,加快各细分行业复工复产进度,促进国民经济实现稳定发展。
  其次特高压输电工程基础设施建设具有“调”能源、优供给的优势,可以提升能源利用效率。目前,我国电力能源分布呈现出能源中心与负荷中心逆向分布状态,西北部电量富余,中东部电力需求紧张。在“西电东调”,解决区域间电力资源分布不均问题方面,特高压技术发挥着极其重要的作用。同时,凭借输送容量大、传输距离远、运行效率高和输电损耗低等优势,特高压技术还可以提高输电企业的运营效益,缓解用电方电力资源紧缺等问题,提高整个区域的能源利用效率。
  此外,我国电力企业加大在特高压输电工程基础设施建设领域的投入,可在特高压建设领域积累丰富的经验。作为全球唯一对特高压开展商业运营的国家,我国特高压电网建设不仅可以为“一带一路”沿线国家的电力基础设施建设提供经验,还可以为全球能源互联网建设贡献中国方案,在国际舞台上树立一个全新的中国制造品牌。
  值得注意的是,早在20世纪中期,美国、日本等国家就开始研发特高压输电技术,建设特高压电网并投入使用,但终因运营效益过低无法满足企业持续发展需求不得不停止运营或者降压运营。半个世纪之后,2015年,巴西、巴基斯坦等新兴经济体开始筹建特高压。近几年,中国电网与这些国家围绕特高压技术展开了一系列合作,为这些国家的特高压输变电网体系建设提供支持与助力。
  新基建的时代已开启,电力行业已经迎来了数字化变革的新蓝海,更灵活、更高效、更具竞争力的电网形态将是未来发展的必然趋势。特高压输电工程基础设施建设必将成为新时代中国的国之重器,成为中国制造的“金色名片”。

 

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