一、特高壓首次交鋒:自我博弈,更是科學的博弈
特高壓交流,爭議不斷。從2005年國網提出建設特高壓交流開始,特高壓交流就一直陷入爭議的漩渦中,尤其是在2010年12月,23位來自北京和其他地區的電力行業老專家集體聯名上書,反對建設“三華聯網”特高壓交流,反對意見達到頂峰,反對者主要有兩條意見:一是建設特高壓同步電網,特別是“三華”同步電網,擔心同步電網規模太大,係統發生嚴重故障引發跨網、存在造成大麵積停電的安全隱患;二是既然特高壓交流電網輸電存在爭議,能否跨區域輸電隻發展特高壓直流輸電。從反對者的意見來看,這些反對意見多局限於感性看法上,在科學計算方麵的論證不足。
科學論證“三華”特高壓同步方案。我們認為新生事物的成長總是伴隨著各種爭議,有爭議才能做到更加完善;針對反對者的反對意見,國家能源專家谘詢委員會到電力科學研究院進行了科學論證。電力科學研究院構建了三種方案,一種是500kV方案,即維持現有的500kV電壓網架,各大區域間以直流輸電線路相連。第二種是“三華”特高壓異步方案,即華北、華中以1000kV交流相連,形成同步電網;華東電網與華中電網以直流相連,為異步區域電網。第三種是,“三華”特高壓同步方案,即用1000kV特高壓交流將華北、華中和華東三個區域電網聯接成“三華”同步電網。通過計算機模擬計算,和前兩種方案相比,第三種方案減少了直流饋入,交直流協調發展,承受嚴重事故能力強。這一計算機模擬計算獲得了國家科技進步一等獎。從這方麵可以看出,建設“三華”特高壓同步電網是經過嚴密的科學論證,反對者並沒有人能找出通過計算機模擬計算並不科學。
國家政策為特高壓建設保駕護航。2011年9月份,國家能源局成立“十二五”電網規劃領導小組,並在9月15日舉行首次工作會議,根據會議形成的意見,領導小組擬將於今年3月之前形成“十二五”電網規劃並上報國務院,特高壓建設將第一次放到國家“十二五”規劃的政府工作報告當中,這將有利於電網公司積極推進特高壓建設,為特高壓建設保駕護航。但到目前為止,“十二五”電網規劃尚未上報,特高壓交流審批也僅限於已經運營的晉東南-荊門-南陽的示範工程。特高壓的受阻,很大程度上是一部分專家堅持著科學精神,而未受製於市場化。
二、特高壓爭議升溫:已不是科學的博弈,而是利益的博弈
去年,國家電網卻發布了這樣的信息:為了認真汲取印度大停電的教訓,以特高壓電網建設為契機,促進全國“一張網”的形成。根據國家電網的規劃,在“十二五”期間形成“三縱三橫”的特高壓交流骨幹網架,以及11項特高壓直流輸電工程,預計耗費資金5000億元。
在電力體製改革十年之際,國家電網又再次明確提出全國聯網。而這個概念就來自特高壓的建設。進入2005年以後,國家電網正式著手啟動對特高壓電網的建設,並規劃“十二五”期間形成“三縱三橫一環”的特高壓電網網架,從而形成東北、西北、南方電網通過直流與華北、華東和華中的“三華”特高壓同步電網主網架實現異步連接,最終實現國家電網的西電東送、南北互供、全國聯網。
但國內反對特高壓的呼聲從來沒有停止過,多次上書國務院,強烈反對特高壓建設的資深電力改革專家、電監會信息中心統計分析處處長楊名舟告訴記者:“印度正是因為全國交流電網出了事兒,我們國家還要跟著後麵走?還要義無反顧地朝著事故的方向走?特高壓分交流和直流,印度目前的情況就反映了交流的問題是非常大的,尤其是現在國家電網要搞的"三華聯網",把三大地區的電網全部聯合起來。一旦出事,這個問題是非常嚴重的。這就好比目前我們國家有幾大軍區,全國聯網就相當於把所有的軍區和軍分區都撤掉,隻設立一個中央總部,這可行嗎?一旦有外國入侵,或者局部戰爭,一個總部能搞定嗎?這肯定不行。”
以此來看,全國聯網勢必不可行,根據電力行業的資深專家蒙定中、王仲鴻的觀點,在全世界,解決大範圍停電災害的辦法都是分層分區。分層即電壓等級分層,也就是500千伏、220千伏、110千伏分開運行,在連接上不能互串。若讓500千伏和220千伏在連接上互串,那麼就會出現非常薄弱的環節和很強勢的環節,就非常容易出問題。分區即同步電網的範圍必須隔開,比如華北電網和東北電網分開,采用異步電網的格局,也就是說如果華北電網出了問題,也就是一個範圍內,傳導不到其他區域。但如果把華北電網和東北電網在最高電壓等級上連接起來,變為同步電網,一旦出現大事故,這種連鎖反應就很容易被傳導,東北電網和華北電網就會互相拖垮,出現全國範圍內的災害。
也就是說,如果全國的電網都用特高壓連接起來,那麼如果一出現動態穩定問題,就容易造成全國的停電。“印度六億人停電什麼意思?不可能是供六億人同時使用的發電機組都出現故障了吧?可能嗎?會有如此大範圍的停電,就是因為交流同步電網的特性。這對我們是非常大的警告。”上述專家告訴記者。
既然交流同步電網的劣勢如此之明顯,為何還要大麵積地上馬特高壓交流電網?由國家能源局牽頭製定的《“十二五”電網發展專項規劃》是業界翹首等待的政策指導性文件,也是為特高壓的發展定性、定時間、定量的關鍵性文件。但這份文件長時間的醞釀,居然連基本內容都尚未敲定。
“可能常人都想象不到這個文件的出台有多艱難。之前以國家電網為首的讚成特高壓的一方和以一批電力專家為首的反對特高壓的一方是勢均力敵的,但隨著國家電網對特高壓項目的一步步推進,即使是在新華社,在很多主流媒體上,反對的聲音都越來越小,這大家是可以看得見的。是這些科學家,這些官員突然認識到特高壓的好處了嗎?當然不是,而是巨大的利益誘惑使他們違背了作為科學家的底線。正如這份文件的討論一樣,剛開始很多人反對,但多討論幾次,就有很多人的口風開始變了,開始支持特高壓了,這些人在這麼短的時間裏不可能是通過科學實驗得出的結論吧?所以,到了最後,敢公開反對特高壓的也就剩下蒙定中、王仲鴻這些已經年過七旬、八旬,已經無欲無求的老專家,或是個別能夠堅守住自己身為科學家的良心的科學工作者。”一位不願具名的國家能源局相關人士告訴記者。
關於特高壓的各路觀點:
特高壓交流試驗示範工程順利投產,標誌著我國在大容量、遠距離、高效率的特高壓輸電核心技術和重大裝備研製方麵實現了重大突破,創造了輸變電工程建設、設備研發等方麵的新曆史,可以說,在國家電網公司的堅強領導下,有這樣一支由眾多專家和科研、建設人員構成的隊伍,特高壓建設必將不斷迎取新的勝利。——中科院院士周孝信
如果建全國的交流特高壓聯網,中國將走上比美國現有超高壓交流聯網更不安全的道路,後果將非常嚴重。交流特高壓已被國外數個先行運行和試驗的國家證明在安全性和經濟性上都不可行,中國為什麼要重蹈覆轍?——電力行業資深專家 蒙定中
世界電網已有的實踐告訴我們,我國到2020年可以擴建原有的超高壓電網完成電力供應,沒有必要新建特高壓電網。特高壓不僅耗資巨大,而且導致原有網架利用率下降而帶來的浪費。我國六大網間的可調互濟功率是約3%的誤差級小數,可以就近在網間建設較經濟的超高壓或直流聯絡線完成,中國已經建成了多個網間的聯絡輸電線,可不必舍近求遠、重複建造特高壓網。——清華大學電機係教授 王仲鴻
特高壓連在國外都沒有成功的經驗,所以咱們的建設步伐不能太快。國網想投5000億隻是他們主觀的想法,最後建不建,什麼時候建,還得國家來批,就算要批也可以一條條慢慢批,用實踐的經驗來證明我們在特高壓的路上要不要繼續往下走。——著名能源經濟學家 林伯強
三、5300億元,利益加速推進特高壓
1、資源負荷不均衡決定了特高壓建設的必要性 我國能源和負荷地理分布很不均衡,約68%的水力資源分布在西南地區,約76%的 煤炭資源分布在華北、西北地區,約70%的負荷則主要集中在東部沿海。資源分布的不均衡,決定了我們國家建設特高壓的必要性,因此,早在2001年我國就提出了“西電東送、 南北互供、全國聯網”的電網發展戰略。 我國主要能源基地距離負荷中心約800-3000公裏,現有500kV超高壓電網的經濟輸 電距離小於800公裏,無法滿足遠距離、大規模、大容量輸送電力的需求,要實現大規模的跨區消納清潔能源,隻有通過提高電網調節能力才能解決,電網調節能力的提高最終 需要依賴大規模特高壓電網的建設,特高壓建設成為發展的必然趨勢。
2、運煤與輸電經濟性大比拚:遠距離輸電優勢明顯 發展特高壓輸電的目的是促進水電、火電、核電集約開發,優化電源布局,推進更大範圍能源資源優化配臵,降低電力工業總成本,實現電力工業的科學發展。鐵路發展旨在 扭轉當前運力緊張局麵,以更好地滿足國民經濟發展和社會生活的需求。從宏觀上看,特高壓電網和鐵路網之間不具有替代性。 但僅就煤炭資源輸送而言, 輸電與輸煤都是能源輸送的重要手段,因此,鐵路運煤專線與輸電工程可以進行經濟比較。
我們選取晉東南—荊門特高壓示範交流線路輸電成本與通過鐵路運送相同距離的輸 煤成本進行比較。根據《火電送電變電工程限額控製指標》,火電機組單位造價3922元/kW,發電標煤單耗按照
當輸電距離在
3、特高壓與超高壓交流經濟性比較:遠距離輸電特高壓優勢明顯 我們仍然選取晉東南—荊門特高壓示範工程與500kV超高壓進行比較。特高壓試驗 示範工程近期受變電容量限製,輸電能力未得到充分發揮,造價水平總體高於500kV交 流方案;單位走廊寬度輸電能力較500kV要高38%,線路塔基占地較500kV節約15%;輸電損耗約為常規500kV輸電損耗的1/3左右。遠期隨著係統擴建,前期工程輸電潛力也得以釋放,單位造價指標將大幅降低,與500kV遠期方案相當;單位走廊寬度輸電能力較500kV高73%,線路塔基占地較500kV節約31%。
隨著係統加強與延伸,特高壓輸電能力提升,各項指標的經濟性均有大幅提升,在大容量輸電方麵的經濟優勢明顯。特高壓線路造價指標和線損指標明顯低於500kV線路, 驗證了其在遠距離輸電中的經濟優勢。
4、特高壓招標,加速推進5300億投資規劃實施還遠嗎?根據國家電網與南方電網規劃,“十二五”期間,國家電網與南方電網將投資約5300億元建設特高壓交流與特高壓直流輸電工程,其中特高 壓直流投資額度約2311億元, 特高壓交流投資額度約2989億元, 在特高壓交流試驗示範工程的基礎上,重點加快華北、華東、華中(三華)特高壓交流同步電網建設,形成“三縱 三橫一環網”的堅強網架。 國家電網遠景目標是到2020年建成以“三華”特高壓同步電網為中心,東北特高壓電網、西北750千伏電網為送端,聯結各大煤電基地、大水電基地、大核電基地、大可再生能源基地,各級電網協調發展的堅強智能電網。
四、機會:留給有準備的人
千億大餐,誰能分享?按照兩網規劃,國家電網與南方電網將投資約5300億元建設特高壓交流與特高壓直流輸電工程,其中特高壓直流投資額度約2311億元,特高壓交流投資額度約2989億元,在整個投資結構分布中,設備投資大約占比50%,按照各設備投資占比計算,對於特高壓交流變壓器、電抗器、組合電器需求分別為270億元、240億元、360億元,而對特高壓直流換流變壓器、換流閥、控製保護設備及直流場設備需求將分別達到400億元、250億元、90億元、150億元,對於具備相關特高壓設備生產能力的企業將分享千億大餐。




