特高压:中国转变经济发展方式的必然选择
“十二五”期间,我国工业化、城镇化深入推进,国民经济平稳较快发展将带动电力需求持续增长,全国发电装机容量预计增加近5亿千瓦,全社会用电量增加2万亿千瓦时。加快转变经济发展方式,必须加快转变能源发展方式,着力解决过度依赖输煤的能源配置方式;转变能源发展方式,必须加快转变电力发展方式,着力解决就地平衡的电力发展方式;转变电力发展方式,必须加快转变电网发展方式,着力实施“一特四大”战略,加快建设坚强智能电网,尽快形成交直流协调发展、结构布局合理的特高压骨干网架,适应大型能源基地建设和大量清洁能源外送消纳的要求,满足经济社会发展和人民群众生活的用电需求,解决煤电运紧张矛盾,保障能源与经济社会协调发展。
我国能源禀赋的先决条件
气候极端变化问题作为人类社会可持续发展面临的重大挑战,日益受到国际社会的密切关注,发展清洁能源已经成为世界范围内转变能源消费方式,建设低碳社会的共同选择。
我国正处于工业化、城镇化加速发展时期,能源消费需求继续保持旺盛增长,碳减排形势十分严峻。大力发展清洁能源,是我国保障能源供应安全、应对气候变化、实现未来可持续发展的必由之路,迫在眉睫。
受能源资源禀赋影响,我国能源消费以煤为主,清洁能源占一次能源消费的比重较低。有关研究表明,要实现2020年非化石能源占一次能源消费总量比重达到15%的目标,水电装机容量应达到3亿~3.5亿千瓦,核电装机容量应达到8000万千瓦左右,风电装机容量应达到1.5亿千瓦左右,太阳能发电装机应达到2000万千瓦左右。
然而,我国80%的水能资源分布在四川、云南、西藏等西南部地区,风能资源主要集中在华北、西北、东北等“三北”地区和东部沿海,国家规划的甘肃酒泉、新疆哈密、河北、蒙西、蒙东、吉林、江苏沿海等7个千万千瓦级风电基地,有6个位于“三北”地区,适宜规模化集中开发的太阳能发电主要分布在西部和北部的沙漠、戈壁滩等偏远地区。而我国能源需求主要分布在华北、华中和华东等“三华”地区,能源资源与中东部能源消费中心逆向分布的特点,决定了我国必须建立大容量、远距离的能源输送通道,通过远距离输电实现清洁能源大规模发展,在全国范围配置和消纳清洁能源。
我国西部、北部地区的清洁能源基地与中东部负荷中心地区的距离一般为800~3000公里,依靠现有输电技术很难满足能源资源大规模、远距离输送需求,会限制清洁能源的规模化发展,无法实现我国应对气候变化的国际承诺,满足经济社会可持续发展。
走低碳路线的明智选择
怎么解决这个能源问题呢?于是,国家采取输煤和输电两个策略。一是采取把西部的部分煤炭通过铁路运到港口(大同—秦皇岛)再装船运到江苏、上海、广东等地,简称输煤;二是用西部的煤炭、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,简称输电。经过专家们的技术经济计算比较,在我国,如果煤矿与发电厂的距离超过一千公里,采取输煤策略就不大合算了。可是用西部的煤炭、水力就地发电,只要在当地建火电厂或水电厂就行了,这样一次性投资管用很多年。再通过建设输电线路,把电送到中东部地区。
建什么样的输电线路才能高效率地输送大量电能到一千多公里以外呢?
如此,摆在我们面前的有了一种明智的选择:建设特高压电网,加强区域互联,扩大消纳范围,这将是促进清洁能源规模化发展、实现我国应对气候变化国际承诺的重要途径。据科学计算,1000千伏特高压交流输电距离可达到1500公里及以上,±800千伏直流输电距离可以达到3000公里及以上。 1000千伏交流线路的电阻损耗是500千伏的1/4,±800千伏直流线路的电阻损耗是±500千伏的2/5。1000千伏交流线路走廊利用效率高,比 500千伏可减少占地超过50%,±800千伏直流输电比±500千伏直流可减少占地约1/4。特高压交流线路稳定极限功率高,有利于构建结构合理、跨区输电能力强的同步电网。特高压直流可实现电力超大规模、超远距离输送,未来还可以发展多端直流,适用于异步电网互联。
而且,加快建设特高压电网,可以有力促进清洁能源的开发与利用,实现电源结构的优化调整。根据有关研究结果,如果仅考虑在本省内的风电消纳能力,2020年全国可开发的风电规模为5000万千瓦左右;通过特高压跨区联网、构建“三华”同步电网以及加大调峰电源建设,可以大幅增加清洁能源的消纳能力,全国风电开发规模有望达到1.5亿千瓦。幸运的是,我国已经在交流特高压和直流特高压试验示范工程上取得了巨大成功。实践表明,发展特高压技术可行,现已具备全面加快推广应用的条件。
当务之急就是将建设特高压上升为国家发展战略,将特高压发展纳入国家“十二五”发展规划,实现将西部、北部地区丰富的能源资源大规模输送到中东部地区,促进清洁能源的加快开发和充分利用,推动我国电力发展方式转变,以电力工业的可持续发展支撑经济社会的可持续发展。
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