運能緊張導致電廠屢遭“燃煤之急”，電網(wǎng)瓶頸使清潔能源開發(fā)屢屢受阻。進入“十二五”，如何破解上述電力困境？電力專家指出——

特高壓，破解電網(wǎng)瓶頸的鑰匙

21世紀的頭十年，我國電力建設速度之快超過了以往任何時候，電力裝機從2000年的3.2億千瓦迅速增長到目前的8億千瓦。特別是“十一五”期間，我國新增電力裝機達到4.3億千瓦，5年完成了過去50多年的電力裝機總容量，每年的新增裝機超過英國全國裝機。

但是，在電源建設高速發(fā)展的同時，電力行業(yè)長期存在的重電源建設、輕電網(wǎng)建設的問題并沒有根本解決。由于電網(wǎng)建設滯后，導致一系列新的問題和矛盾產(chǎn)生。比如，火電站建設的提速使原本就緊張的運輸瓶頸火上澆油，到用電高峰期，全國有不少電廠電煤庫存告急，“燃煤之急”幾近常態(tài)。西南部水電、西北部風電由于外送受阻，而不得不棄水、棄風，清潔的可再生能源開發(fā)受到阻礙……

今年是“十二五”的開局之年，“十一五”暴露出來的這些問題在“十二五”會不會得到根本性的解決？有關電力專家告訴我們，隨著特高壓電網(wǎng)建設的提速，這些難題或將成為歷史。

特高壓建設“十二五”或將破冰提速

2011年新年剛過，1月6日，國家發(fā)改委就批復了特高壓交流試驗示范工程擴建工程。該工程計劃于年內投運，擴建后輸送容量將擴大至500萬千瓦。而這一擴建工程，成為“十二五”期間我國特高壓建設的起步工程。

僅僅相隔20天，1月26日國家電網(wǎng)公司又宣布，要全力推進±1100千伏特高壓直流研究，5年內將建成示范工程，從而為外送距離超過2400公里的大型能源基地提供支撐。

在“十二五”的開局之年，特高壓建設就緊鑼密鼓地拉開了序幕。

據(jù)有關部門預測，“十二五”期間，我國電力需求將繼續(xù)保持快速增長勢頭，年均增速將達到8%以上，年均電力裝機容量增長近1億千瓦。到“十二五”末期，我國電力裝機預計將達到14.4億千瓦左右。為保障能源需求，我國還將加快建設晉陜寧蒙新等煤電基地，金沙江、雅礱江、大渡河等流域大型水電基地，以及新疆、甘肅、內蒙古、吉林、河北、江蘇等多個千萬千瓦級風電基地。到2015年，以上煤電、水電、風電外送規(guī)模將分別達到1.5億千瓦、5000萬千瓦和6000萬千瓦左右。

如此大容量遠距離的跨區(qū)域送電，要解決電網(wǎng)外送瓶頸，發(fā)展特高壓就成為“十二五”電網(wǎng)建設的重中之重。

國家電網(wǎng)公司在“十二五”規(guī)劃中提出，今后我國將建設聯(lián)接大型能源基地與主要負荷中心的“三縱三橫”特高壓骨干網(wǎng)架和13項直流輸電工程(其中特高壓直流10項)，形成大規(guī)模“西電東送”、“北電南送”的能源配置格局。到2015年，基本建成以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調發(fā)展，具有信息化、自動化、互動化特征的堅強智能電網(wǎng)，形成“三華”(華北、華中、華東)、西北、東北三大同步電網(wǎng)，使國家電網(wǎng)的資源配置能力、經(jīng)濟運行效率、安全水平、科技水平和智能化水平得到全面提升。

“十二五”，中國或將全面迎來特高壓時代。

為什么會是特高壓？

所謂特高壓電網(wǎng)是指交流1000千伏、直流正負800千伏及以上電壓等級的輸電網(wǎng)絡，它的最大特點就是可以長距離、大容量、低損耗輸送電力。據(jù)測算，1000千伏交流特高壓輸電線路的輸電能力超過500萬千瓦，接近500千伏超高壓交流輸電線路的5倍。±800千伏直流特高壓的輸電能力達到700萬千瓦，是±500千伏超高壓直流線路輸電能力的2.4倍。

之所以選擇特高壓作為解決我國電網(wǎng)瓶頸的關鍵技術，是針對我國的特殊國情做出的決策。

據(jù)國網(wǎng)能源研究院副總經(jīng)濟師兼能源戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所所長白建華解釋，我國76%的煤炭資源分布在北部和西北部；80%的水能資源分布在西南部；絕大部分陸地風能、太陽能資源分布在西北部。同時，70%以上的能源需求卻集中在東中部。能源基地與負荷中心的距離在1000到3000公里。

這樣一種布局提供了兩種選擇：要么在負荷中心區(qū)建設電站，要么在能源中心區(qū)建設電站后外送電力。

在負荷中心區(qū)大規(guī)模展開電源建設顯然會受到種種制約。比如煤炭運輸問題、環(huán)境容量問題等等。而且，建設火電還可以靠煤炭運輸，而水電、風電由于不可能把水和風像煤那樣運輸，因此就更是無法實現(xiàn)。一邊是無法大規(guī)模建設電源點，一邊又守著水能、風能等寶貴的清潔能源望洋興嘆，可見在負荷中心大規(guī)模開展電源建設這條思路是不可行的。

于是，在能源資源豐富的西部、北部地區(qū)建設電源，然后把電力送到符合中心就成為唯一選擇。

那么現(xiàn)有的電網(wǎng)能否實現(xiàn)這樣的電力大搬運？電網(wǎng)專家告訴我們，不可能。因為，目前的500千伏超高壓線路不僅輸電量小，更主要是無法實現(xiàn)遠距離輸送。

因此，電網(wǎng)專家指出，通過建設可以大容量遠距離而且低損耗輸電的特高壓電網(wǎng)就成為“十二五”電網(wǎng)建設的重中之重，而且是最佳選擇。

中國工程院院士薛禹勝認為，特高壓不僅具有長距離、大容量轉移能源的能力，而且可以緩解運輸壓力，提高經(jīng)濟效益，促進清潔能源開發(fā)。

首先從資源優(yōu)化配置來看，隨著我國能源戰(zhàn)略西移，大型能源基地與能源消費中心的距離越來越遠，能源輸送的規(guī)模也將越來越大。在傳統(tǒng)的鐵路、公路、航運、管道等運輸方式的基礎上，提高電網(wǎng)運輸能力，也是緩解運輸壓力的一種選擇。以目前已經(jīng)投運的1000千伏特高壓示范工程為例，目前每天可以送電200萬千瓦，改造后可以達到500萬千瓦，這相當于每天從山西往湖北輸送原煤2.5萬噸—6萬噸。湖北媒體說，這相當于給湖北“送”來了一個葛洲壩(14.06,0.04,0.29%)電站。

再看經(jīng)濟效益，目前西部、北部地區(qū)電煤價格為200元/噸標準煤。將煤炭從當?shù)匮b車，經(jīng)過公路、鐵路運輸?shù)角鼗蕧u港，再通過海運、公路運輸?shù)饺A東地區(qū)，電煤價格則增至1000多元/噸標準煤。折算后每千瓦時電僅燃料成本就達到0.3元左右。而在煤炭產(chǎn)區(qū)建坑口電站，燃料成本僅0.09元/千瓦時。坑口電站的電力通過特高壓輸送到中東部負荷中心，除去輸電環(huán)節(jié)的費用后，到網(wǎng)電價仍低于當?shù)孛弘娖骄暇W(wǎng)電價0.06—0.13元/千瓦時。

特高壓更是清潔能源大發(fā)展的必要支撐。只有特高壓才能夠解決清潔能源發(fā)電大范圍消納的問題。前一段時間，內蒙古風電“曬太陽”送不出的問題廣受關注。事實上，我國風電主要集中在“三北”地區(qū)，當?shù)叵{空間非常有限。風電的進一步發(fā)展，客觀上需要擴大風電消納范圍，大風電必須融入大電網(wǎng)，堅強的大電網(wǎng)能夠顯著提高風電消納能力。特高壓電網(wǎng)將構成我國大容量、遠距離的能源輸送通道。據(jù)測算，如果風電僅在省內消納，2020年全國可開發(fā)的風電規(guī)模約5000萬千瓦。而通過特高壓跨區(qū)聯(lián)網(wǎng)輸送擴大清潔能源的消納能力，全國風電開發(fā)規(guī)模則可達1億千瓦以上。

能不能建好特高壓？

雖然有上述種種好處，但是特高壓畢竟是一項電力系統(tǒng)的新技術，在世界范圍內都沒有商業(yè)運營的經(jīng)驗。還曾經(jīng)被國際大電網(wǎng)會議定義為“待成熟技術”。而且，電網(wǎng)的電壓等級越高，覆蓋范圍越大，安全隱患也就越大，長距離的電網(wǎng)很容易遭遇臺風、暴雨、雷擊等自然災害。因此特高壓安全有沒有保障？面對國內外沒有成熟技術，也沒有現(xiàn)成的裝備的諸多困難，我們能建好特高壓電網(wǎng)嗎？

中國工程院院士薛禹勝告訴我們，在1000千伏晉東南—南陽—荊門特高壓交流試驗示范工程和向家壩—上海±800千伏直流示范工程的順利投產(chǎn)和平穩(wěn)運行后，我們完全有信心、有能力建設好特高壓。

據(jù)國家電網(wǎng)公司介紹，兩大特高壓示范工程廣泛采用了新技術、新材料、新工藝，成功解決了大跨越施工、大件運輸、大量新設備集中安裝調試等難題，分別僅用28個月和30個月的時間就完成了建設任務，并一次投運成功。到目前都分別實現(xiàn)了853天和212天的安全穩(wěn)定運行，工程大的安全、質量、進度、環(huán)保等預期目標都得到實現(xiàn)，這為今后特高壓的大規(guī)模建設提供了寶貴的經(jīng)驗。

比如電網(wǎng)安全問題，國家電網(wǎng)公司特高壓建設部主任孫昕強調，“特高壓的安全性有保障。特高壓交流輸電示范工程投運兩年多來，實現(xiàn)了雙向、全電壓、大容量輸電，經(jīng)受了雷雨、大風和高溫、嚴寒等惡劣條件考驗，實測輸電損耗率為1.7%，約為500千伏工程的1/3，各項性能指標完全符合設計要求。”

中國科學院院士盧強表示，假設某一條特高壓線路發(fā)生一個大的干擾故障，一個大的交流同步系統(tǒng)能不能保持安全和穩(wěn)定呢？我們進行了五六百種情況的仿真實驗，回答是：安全穩(wěn)定性是有保障的，是有一系列的創(chuàng)新性科技來保證的。

針對國內外都沒有現(xiàn)成的技術、設備和標準，國家電網(wǎng)公司把發(fā)展特高壓作為重大的科技創(chuàng)新工程，在提出構想、全面啟動之初，該公司就投巨資建成了國際一流的特高壓交流、直流、高海拔、工程力學四個試驗基地和大電網(wǎng)仿真、直流成套設計兩個研發(fā)中心，形成了功能齊全、綜合指標居世界領先水平的大電網(wǎng)實驗研究體系。幾年間，國家電網(wǎng)公司圍繞特高壓項目，完成了310項重大關鍵技術研究，解決了過電壓與絕緣配合、外絕緣設計、電磁環(huán)境控制、系統(tǒng)集成、大電網(wǎng)安全運行控制等多個世界難題，逐步掌握了特高壓輸電的關鍵核心技術，并在實驗工程中得到了成功應用。

而特高壓建設對國內設備制造業(yè)的帶動作用更是明顯。國內三大特高壓實驗工程所用設備幾乎全部由國內企業(yè)提供，工程國產(chǎn)化率達到約95%，設備國產(chǎn)化率達到約91%。通過實驗工程，國內設備制造企業(yè)得到鍛煉，科技研發(fā)實力大大提高。比如南通神馬電力科技有限公司，成功攻克了特高壓絕緣子的世界難題。公司董事長馬斌說，我們投入近億元研發(fā)的國際首創(chuàng)的特高壓1000千伏空心復合絕緣子性能達到國際領先水平，而價格僅為國外產(chǎn)品的1/3。

國家電網(wǎng)公司相關人士信心滿滿地告訴記者，隨著特高壓工程規(guī)模化建設，主要設備、材料制造技術逐漸成熟，工程施工工藝不斷完善，規(guī)模化效應凸顯，造價水平將進一步下降，技術經(jīng)濟性將得到更加充分的體現(xiàn)。

中國特高壓的成功，帶動了世界特高壓技術的發(fā)展。2006年及2009年先后召開的兩次特高壓輸電技術國際會議，讓世界認識了中國特高壓的發(fā)展狀況。目前，印度、巴西、美國、俄羅斯等國家都在積極研究和推進特高壓輸電，并積極尋求與國家電網(wǎng)公司的合作。美國能源部長朱棣文把我國特高壓創(chuàng)新視為對美國科技領導地位的挑戰(zhàn)。

目前，特高壓電網(wǎng)大發(fā)展的序曲已經(jīng)奏響，特高壓建設的春天已經(jīng)到來。有專家認為，我們應該正視各種困難，努力讓這一先進技術早日惠國利民。