特高壓技術(shù)具備了大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的條件，充分利用特高壓技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可在中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)和全球能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建中發(fā)揮重要作用。采用成熟的特高壓交直流輸電技術(shù)，構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益。
2004年底，國(guó)家電網(wǎng)公司在深入分析經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要和能源資源稟賦特征等基本國(guó)情的基礎(chǔ)上，提出了發(fā)展特高壓輸電的戰(zhàn)略構(gòu)想。發(fā)展特高壓輸電將促進(jìn)大煤電、大水電、大核電和大型可再生能源基地集約化開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)能源資源在更大范圍內(nèi)優(yōu)化配置。
依照當(dāng)前我國(guó)的國(guó)情，能源資源大規(guī)模、遠(yuǎn)距離輸送的需求長(zhǎng)期存在，發(fā)展特高壓能夠?qū)崿F(xiàn)電力經(jīng)濟(jì)高效送出。以往，依靠500千伏電網(wǎng)難以承載大規(guī)模電力流輸送和消納，不能支持特高壓直流安全運(yùn)行，電網(wǎng)需要實(shí)現(xiàn)技術(shù)升級(jí)。此外，為促進(jìn)綠色、低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展，也需要擴(kuò)大聯(lián)網(wǎng)。區(qū)域電網(wǎng)的電源結(jié)構(gòu)不能很好地自我平衡，需要加強(qiáng)區(qū)域間電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)，解決清潔能源發(fā)展帶來(lái)的消納問(wèn)題。
綜合考慮輸電需求、海拔、電暈損耗、無(wú)功補(bǔ)償容量、主要設(shè)備參數(shù)等因素，我國(guó)特高壓交流標(biāo)稱電壓被定為1000千伏。而出于電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行和輸變電設(shè)備制造的需要，1000千伏最高運(yùn)行電壓被確定為1100千伏。國(guó)際電工委員會(huì)確定以中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中最高運(yùn)行電壓1100千伏作為IEC標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)備的最高運(yùn)行電壓，中國(guó)特高壓交流等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)也成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
而在特高壓直流方面，在±500、±660千伏超高壓直流的基礎(chǔ)上，我國(guó)建設(shè)±800千伏特高壓直流，已有多回直流投產(chǎn)，安全可靠運(yùn)行多年;輸電容量從最初的640萬(wàn)千瓦，逐步提升到720萬(wàn)千瓦、800萬(wàn)千瓦，未來(lái)規(guī)劃最大輸送容量達(dá)到1000萬(wàn)千瓦。目前，在±800千伏特高壓直流基礎(chǔ)上，我國(guó)正規(guī)劃建設(shè)±1100千伏特高壓直流，輸電容量為1200萬(wàn)千瓦，正處于研發(fā)階段，預(yù)計(jì)2019~2020年投產(chǎn)。
特高壓電網(wǎng)具有可降低燃煤成本、節(jié)約裝機(jī)、提高風(fēng)電和水電利用、節(jié)約土地和改善生態(tài)環(huán)境等綜合效益。
從經(jīng)濟(jì)效益上來(lái)說(shuō)，考慮煤炭基地和負(fù)荷中心電煤價(jià)格差異，特高壓交直流輸電可以降低火電燃煤成本。
特高壓電網(wǎng)有明顯的錯(cuò)峰效益，可實(shí)現(xiàn)發(fā)電資源共享，取得節(jié)約裝機(jī)效益。每減少裝機(jī)容量3000萬(wàn)千瓦，可節(jié)約裝機(jī)效益1103億元。
另外，特高壓電網(wǎng)將中國(guó)西南部水電的消納市場(chǎng)擴(kuò)大到中東部負(fù)荷中心，可實(shí)現(xiàn)水火互濟(jì)，減少棄水電量。每減少棄水電量196億度，可以等效替代666萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減排二氧化碳1661萬(wàn)噸，二氧化硫0.78萬(wàn)噸，氮氧化物0.86萬(wàn)噸，減排煙塵0.2萬(wàn)噸。特高壓電網(wǎng)還可將中國(guó)東北、華北、西北地區(qū)大量風(fēng)電送往東中部負(fù)荷中心消納，減少棄風(fēng)。
從資源與環(huán)境效益上來(lái)說(shuō)，特高壓電網(wǎng)一是能實(shí)現(xiàn)東中部與西部資源的環(huán)境優(yōu)化利用，降低環(huán)境損失。每年可減少二氧化硫排放44.88萬(wàn)噸，氮氧化物排放52.87萬(wàn)噸，粉塵排放12.02萬(wàn)噸，減少環(huán)境損失35.9億元。二是節(jié)省東中部稀缺的土地資源，獲得土地價(jià)差效益。
與超高壓輸電相比，特高壓輸電具有輸送容量大、距離遠(yuǎn)、能耗低、占地省、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)勢(shì)。特高壓技術(shù)具備了大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的條件，充分利用特高壓技術(shù)優(yōu)勢(shì)，可在中國(guó)國(guó)家電網(wǎng)和全球能源互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建中發(fā)揮重要作用。
采用成熟的特高壓交直流輸電技術(shù)，構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，將產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益。
一是促進(jìn)可再生能源資源的開(kāi)發(fā)和消納，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。通過(guò)全球電網(wǎng)互聯(lián)，將資源豐富地區(qū)能源轉(zhuǎn)化為電力后輸送至能源緊缺地區(qū)，考慮到送端能源消耗成本一般低于受端，一方面降低能源供應(yīng)成本，另一方面實(shí)現(xiàn)能源資源在全球范圍內(nèi)的優(yōu)化配置。
二是將各大洲電網(wǎng)連接，利用各大洲存在的時(shí)差、氣候差以及電源結(jié)構(gòu)差異等，獲得巨大聯(lián)網(wǎng)效益。全球各個(gè)主要負(fù)荷中心地理跨度大，考慮時(shí)差因素，負(fù)荷特性之間存在較強(qiáng)的互補(bǔ)性。構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，擴(kuò)大聯(lián)網(wǎng)規(guī)模，可有效降低全網(wǎng)的綜合最大負(fù)荷，電網(wǎng)間錯(cuò)峰效益顯著。
以2050年的北半球三大洲——歐洲、北美洲、亞洲為例，北美洲電網(wǎng)橫跨西4區(qū)至西10區(qū)，東北亞電網(wǎng)橫跨東7區(qū)至東9區(qū)，歐洲同步互聯(lián)網(wǎng)橫跨0時(shí)區(qū)至東2區(qū)。全球聯(lián)網(wǎng)后，可以利用各洲自然的時(shí)差優(yōu)化全球電網(wǎng)負(fù)荷，形成較為平滑的負(fù)荷曲線，實(shí)現(xiàn)削峰填谷效益，峰谷差由25%~40%降低到10%以內(nèi)。
三是將大型可再生能源基地的低成本電力輸送到發(fā)電成本高的地區(qū)，降低電力供應(yīng)成本。
四是拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展。
可再生能源取之不盡用之不竭，是人類社會(huì)的共同財(cái)富，不開(kāi)發(fā)利用就會(huì)流失和浪費(fèi)。構(gòu)建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，能實(shí)現(xiàn)清潔能源在更廣闊范圍內(nèi)的消納，到2050年非化石能源占全球能源消費(fèi)總量將達(dá)到80%，能源安全、環(huán)境污染、氣候變化等突出問(wèn)題將得到根本解決，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。預(yù)計(jì)到2050年，清潔能源能替代相當(dāng)于240億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減排二氧化碳670億噸，二氧化硫5.8億噸。
(本文系作者在“全球能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)國(guó)際研討會(huì)”上的發(fā)言 本報(bào)記者 孫珂整理)
