中國儲能網訊：隨著特高壓電網的不斷發(fā)展，就像高速公路和互聯網一樣，將會在能源領域改變我們的未來，擁有更大、更廣的應用空間。
文Ｉ公司新聞發(fā)言人、國網發(fā)展策劃部副主任 張正陵
黨中央、國務院高度重視以治理霧霾為重點的大氣污染防治問題。2月12日國務院召開的常務會議提出，要加快能源結構調整，實施跨區(qū)輸電，合理控制煤炭消費總量?？鐓^(qū)輸電成為當前治理霧霾的首要措施。
跨區(qū)輸電是治霾的必然選擇
霧霾成因非常復雜，目前認為燃煤、機動車、工業(yè)生產是PM2.5最主要的來源，其次，餐飲、揚塵、外來輸入等，甚至大量地下水開采導致地表粉塵化，都有可能產生霧霾污染。但是，有一點可以肯定，就是霧霾的強度和持續(xù)時間，與煤炭消費的強度在地域上是高度相關的。我國一次能源以煤為主，能源消費結構中66%以上是煤炭消費。目前，我國霧霾嚴重的東中部地區(qū)火電裝機5.4億千瓦，占全國火電裝機的66%。東中部國土面積僅為全國的五分之一，卻集中了全國三分之二的火電，單位國土面積火電裝機是西部的9倍，京津冀魯、長三角地區(qū)單位國土面積火電裝機更是達到西北地區(qū)的13倍、26倍。有數據顯示，京津冀魯每年燃燒的煤炭超過全球煤炭消費的10%，這是十分驚人的數字。
從電力行業(yè)的角度看霧霾治理，重點是調整能源結構，優(yōu)化電源布局。在資源端盡可能利用清潔能源，在消費端實施“以電代煤、以電代油、電從遠方來、來的是清潔電”。即用電代替用煤，減少直燃煤，大力發(fā)展電動汽車，減少石油依賴；通過加快發(fā)展跨區(qū)輸電，提高輸電在能源運輸中的比重，這將會直接減少中東部地區(qū)的煤炭消耗。國網能源研究院曾經做過研究，如果實施這三項措施，到2020年，我國中東部地區(qū)的PM2.5將減少四分之一左右，治霾效果十分明顯。
中東部地區(qū)不再建設燃煤電廠目前已經基本成為共識。那么在西部建設(002302,股吧)燃煤電廠是否會出現很多人擔心的污染轉移問題呢？不可否認，電廠不論建設在哪里都會有排放，關鍵是環(huán)境污染有一個積累的過程。生態(tài)學里有一個環(huán)境承載力的概念，無論空氣、水還是土壤，對外來干擾都有一定的耐受極限，在這個極限之內，具有一定的自我凈化能力；如果超過了這個極限，生態(tài)系統就會被損傷、破壞乃至瓦解。早在“十一五”初期，國家環(huán)保部所屬研究機構就曾預警，我國中東部地區(qū)的環(huán)境污染已經超出極限，但并沒有得到足夠的重視，現在中東部發(fā)生的嚴重霧霾，證明了當時的判斷是正確的。而在我國西部北部的廣大地區(qū)，環(huán)境利用空間比較大，在環(huán)境可承載范圍內通過集約化開發(fā)，建設一定規(guī)模的燃煤電廠，是完全可行的。因此，從這個角度來看，環(huán)境資源也是可以優(yōu)化配置的。
另外，也有人提出通過在中東部地區(qū)發(fā)展分布式清潔能源、就地消納，來解決霧霾問題。從我國清潔能源的分布來看，基本都不在中東部地區(qū)。未來可開發(fā)的水電主要分布在西南地區(qū)，風電主要集中在“三北”（華北、東北、西北）地區(qū)，太陽能則集中在西藏、青海等省區(qū)。中東部地區(qū)主要發(fā)展分布式太陽能發(fā)電，但開發(fā)規(guī)模十分有限。按照國家規(guī)劃，2020年全國太陽能裝機5000萬千瓦，一年能夠發(fā)電700億千瓦時左右，占我國全社會用電量不到1%，分布式太陽能發(fā)電只有其中的一半。所以，今后絕大多數的清潔能源需要來自西部北部地區(qū)。這就是為什么我國政府在多管齊下的治霾措施中，將跨區(qū)輸電放在首位，因為這是解決問題的關鍵。
交直流特高壓
撐起跨區(qū)輸電網
既然治理霧霾需要跨區(qū)輸電，那么用500千伏線路，還是用特高壓，用特高壓直流還是特高壓交流？這三種輸電方式應該說是各有所長，采用哪一種方式主要取決于輸電的規(guī)模有多大、距離有多遠，能否滿足送端電源匯集和受端用電的需要。500千伏適合于距離相對較近、容量不大的送電需要。特高壓適合于遠距離、大容量輸電，其中，特高壓交流適合于送端電源較為分散，沿途需要下負荷的情況；特高壓直流適合于送端電源集中匯集、受端負荷集中消納的情況，比如向家壩大型水電站向上海負荷中心輸電就采用了特高壓直流。
從目前能源分布和輸送的需求來看，今后跨區(qū)輸電更多還是需要采用特高壓輸電方式。主要因為我國能源開發(fā)的重心正在不斷西移和北移，電力輸送的距離越來越遠，規(guī)模也越來越大，已經超出了500千伏線路的能力。山西是老牌的能源基地，但是現在山西提供的能源已經遠遠不夠了。國家“十二五”規(guī)劃綱要確定的五個綜合能源基地，還包括鄂爾多斯(600295,股吧)盆地、蒙東、新疆和西南地區(qū)。它們距離中東部負荷中心的距離超過1000公里，有的甚至超過了3000公里。
在建設特高壓交流和直流的問題上，必須堅持交直流協調發(fā)展，只有這樣才能最大限度地發(fā)揮特高壓的輸電能力。特高壓直流在點對點遠距離輸電上，效率高、經濟性好，但必須依靠交流電網才能發(fā)揮作用。用交通做類比，特高壓直流就好比航空運輸，特高壓交流就好比高速公路。飛機航線不能互通互聯，也不能兼顧沿途上下，飛機運送的旅客最后仍然需要通過公路才能到達目的地；特高壓交流除了能夠輸電，還能夠構成網絡，電源可以互為備用，用電負荷可以互通互補。所以說交流是電網的基本要素，也是直流運行的基礎。我們很難想象只有國際機場沒有高速公路的情形，道理是相通的。
根據國家能源局委托研究的落實大氣污染防治行動計劃電網實施方案，我國將建設12個跨區(qū)輸電通道，其中既有特高壓交流工程，又有特高壓直流工程，也有500千伏交流工程。建設特高壓實施跨區(qū)輸電，已經進入到國家的決策流程，電網公司所面臨的建設任務將是十分繁重的。一項特高壓工程從前期工作到建成投運，至少需要三到四年時間，如果今年不抓緊開工一批項目，那么到2017年這些跨區(qū)輸電工程所帶來的治霾效果將很難看見。
特高壓帶來
能源利用方式革新
特高壓技術的推廣應用，曾經歷了許多質疑。其中有一種質疑就是，我們國家的500千伏電網已經很成熟了，為什么還要在上面覆蓋一張?zhí)馗邏弘娋W？同樣的問題在二十年前高速公路網建設之初，也被人提出過。上世紀九十年代初的中國地圖上，國道省道已經成網，反對高速公路建設的觀點就提出，為什么還要一張高速公路網？交通安全、造價成本等多方面都受到普遍質疑。今天已經沒有人懷疑建設高速公路的必要性了。高速公路網改變了人們的生活，隨著汽車進入千家萬戶，中國人的生活方式發(fā)生了很大的變化，還帶來了物流網的革命。因為高速公路大容量、高速度的通行方式，承擔了傳統國道省道難以完成的任務，它們是一個體系中不同的功能主體，是相互補充的關系。如果我們把特高壓比作高速公路，它主要承擔遠距離、大容量的電力輸送，那500千伏、220千伏就好比國道和省道，更低的電壓等級就是縣道鄉(xiāng)道，遠方來的電力通過層層電網的輸送和分配，最后送到千家萬戶。
特高壓帶來的是能源利用方式的變革。從中東部能源受端看，長期以來，電力發(fā)展以分省自我平衡為主，哪兒缺電就將煤拉到哪兒建電廠，江蘇省沿長江平均30公里一個電廠，從南京到鎮(zhèn)江平均10公里一個電廠。能源資源配置方式過度依賴于輸煤，能源供應安全難以保障。過去十年，我國鐵路新增運力的3/4用于運煤，鐵路運力接近極限，公路運輸造成大量污染和浪費。煤電運緊張反復出現，拉閘限電時有發(fā)生。電煤燃燒產生的大量排放是大氣污染的重要來源，東中部環(huán)境污染和霧霾日趨嚴重。在業(yè)已成熟的500千伏電網基礎上建設特高壓輸電網，就是為了變輸煤為輸煤輸電并舉，改變就地平衡的能源利用方式，讓我們能夠擁有更為靈活方便的能源消費模式。到2017年，現在已經開展前期工作的特高壓工程，加上國家提出的跨區(qū)通道建設計劃，一共有“六交六直”12條特高壓線路將要建成投運。到那時，京津冀魯將有35%，長三角將有30%的電力來自遠方。
從西部北部能源送端看，通過發(fā)展特高壓，帶動西部能源基地集約化開發(fā)，延長能源產業(yè)鏈，變資源優(yōu)勢為經濟優(yōu)勢。輸電與輸煤方式對送端省份GDP的貢獻比約為6:1，就業(yè)拉動效應比約為2:1。到2020年，累計增加西部投資1.45萬億元、年稅收680億元。國家規(guī)劃的千萬千瓦風電基地主要集中在“三北”地區(qū)，由于這些地區(qū)用電規(guī)模小、跨區(qū)外送電能力不足，近年來棄風問題十分突出，進一步大規(guī)模發(fā)展面臨瓶頸?！敖ㄔO大基地、融入大電網”，通過發(fā)展特高壓，搭建在全國消納“三北”清潔能源的“大市場”，可以根本解決棄風問題?？梢灶A見，隨著特高壓電網的不斷發(fā)展，就像高速公路和互聯網一樣，將會在能源領域改變我們的未來，擁有更大、更廣的應用空間。
