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誰是“皇冠上的明珠”

http://www.debgrams.com 2014-09-24 14:28 來源:能源評論

  如果把全球能源互聯網比作人類能源利用的皇冠,特高壓輸電技術因其能支撐能源流、信息流在全球范圍聯網,必將在未來構建全球能源互聯網過程中發揮舉足輕重的作用,堪稱“皇冠上的明珠”。

  革命派:技術改變世界

  法國作家、思想家德布雷(RégisDebray),是格瓦拉當年的戰友。作為久經考驗的“革命派”,他對于技術的觀察同樣深邃——“歸根到底,唯一跳出星球運轉的循環意義外的革命不是政治革命而是技術革命,因為只有它們才是不復返的。有了電流后就不再用蠟燭,有了汽輪船就不再用帆船……”

  人類對能源的利用,同樣是一部開弓沒有回頭箭的技術演進史,正是由于對新的能源技術孜孜以求,人類才經歷了薪柴、煤炭、油氣、清潔能源(電力)這樣的漸進路徑。進入21世紀,清潔替代和電能替代已被業界和公眾廣為認可。

  盡管經濟學者一般認為,投入更多的資本給勞動力就會提高生產力,但《第三次工業革命》作者杰里米·里夫金提供的研究表明,人均資本投入只能解釋經濟增長中的14%,另外的86%則來自于熱能動力效率的提高,這再一次印證了能源效率之于人類生產的重要性。在中科院院士何祚庥看來,全球能源互聯網因為將集成清潔能源、智能電網、特高壓輸電和互聯網技術,可以大幅緩解全球能源供需不均衡、大幅提高人類能源利用效率,因而被寄予推動人類進步的厚望。

  從技術層面看,能源互聯網不僅是電網的信息化和智能化,更是互聯網概念引導下的能源基礎設施變革。埃森哲公司大中華區副總裁兼能源資源事業部董事總經理丁民丞認為,全球能源互聯網包含兩部分:一是以能源流為核心的物理網架;二是以信息流為核心的非物理網架。發展全球能源互聯網涉及的技術也包括能源傳輸和互聯網響應兩個層面。其中,能源傳輸技術包括:清潔發用電技術、特高壓和智能電網技術、先進儲能技術等;互聯網響應技術主要是大數據實時采集處理技術等。

  在何祚庥看來,雖然構建全球能源互聯網的目標是“天下大同”、“天下為公”,但在未來進行跨國能源交易的時候,面臨的挑戰來自地緣政治、經濟形勢、歷史文化、監管體制等諸多方面。“歸根結底,未來的國際能源交易的核心還是價格問題,而國際貿易的不平等本質,決定了要實現雙贏就需要實力為基礎,才能為本國爭取適宜的定價權。”基于此,中國必須要在特高壓輸電、大規模抽水蓄能、先進供熱技術等領域開展研發,并應擁有一定的實踐儲備。

  特高壓:撬動“地球”的支點

  盡管全球能源互聯網涵蓋了煤電油氣新能源等多種形式的能源網絡,但丁民丞的觀點是“構建全球能源互聯網,要確立電力作為能源資源的核心地位”。國網能源研究院總經濟師魏玢則認為,“特高壓輸電技術是全球能源互聯網的核心技術,因為其對清潔能源應用的支持,從某種意義上支撐了對全球能源互聯網夢想的構建”。正如國際電工委員會(IEC)主席克勞斯·烏赫勒指出的:“和中國一樣,世界上許多國家都存在能源資源分布不均的情況,如德國就需要通過特高壓把風電從北部送到南部。”

  數據顯示,目前中國通過電網轉換配置的煤炭、水能、核能和新能源總量達16億噸標準煤,約占一次能源生產總量的50%。2012年通過國家電力市場交易的跨區電量達9240億千瓦時。今年上半年,特高壓輸電交易電量478.88億千瓦時,同比增長102.79%,占國家電力市場交易電量的16.45%。

  特高壓的核心地位,更多來自于其在世界電力史上所具有的劃時代意義。

  從歷史上看,人類輸電電壓等級從1890年的10千伏,發展到1985年蘇聯的1150千伏,100年間,輸電電壓等級增長100倍。

  從現實考量,特高壓的“特”可以概括為:特大、特遠、特低、特省。即:輸送容量大、送電距離遠、線路損耗低、走廊占地省,整體效益比較明顯。正因為如此,特高壓輸電也獲得了“電力高速公路”的稱號。

  未來,在特高壓輸電支撐下的全球能源互聯網,不僅是傳統意義上的能源輸送網絡,還是功能強大的能源轉換、高效配置和互動服務平臺。面對清潔能源和分布式發展趨勢,業界逐漸形成一個清晰的共識就是,分布式網絡越是發達越需要堅強的骨干網架給予強力支撐。原因就在于,大范圍分布式的微型能源網絡并不能全部保證自給自足,需要聯網進行能量交換才能平衡能量的供給與需求。

  阿基米德驚奇于杠桿原理之余,發出了“給我一個支點,我能夠撬動地球”的感慨。特高壓輸電技術,或許就是人類發現全球能源互聯網美好遠愿景后,又一個“撬動地球”的支點。

  實踐:從中國到世界

  構建全球能源互聯的目標雖然美好,但從目前來看,尚需腳踏實地、分步驟推進,何祚庥認為:“比較現實的出路是逐步實現各地區、各國家或民族間的統一的區域性電網。”因為對中國而言,實現國內的能源互聯網聯網才能奠定“走出去”的基礎。

  實際上,特高壓輸電工程領域,蘇聯和日本也都建設過項目,但后因政治經濟原因紛紛下馬。中國在這一領域的研發和實踐可謂后來居上。自2004年底國家電網公司在研究實踐領域發力至今,中國已經完全掌握了特高壓交直流輸電的核心技術,是世界上唯一能夠設計、制造、運行特高壓交直流輸電技術的國家。在技術領域,中國率先在世界上建立了完整的特高壓輸電技術標準體系,包括交流輸電7大類77項標準,直流輸電5大類123項標準。實踐領域,目前中國已經建成“兩交四直”六條特高壓線路。截至2014年6月底,特高壓電網累計送電1930億千瓦時。

  特高壓交直流輸電的研發成功和應用,在獲得了國家、行業認可的同時,也徹底扭轉了中國電力工業長期跟隨西方發達國家發展的被動局面,讓中國第一次在國際上搶到了制定標準的話語權,大幅提升了中國在國際電工領域的影響力和話語權。

  國際電工領域三大組織國際大電網會議(CIGRE)、電氣與電子工程師學會(IEEE)和IEC,均成立了特高壓專門委員會,并由中國電網專家擔任主席或秘書長。

  美國能源部前部長比爾·理查森在《美國的第三世界電網》中表示,中國特高壓輸電技術可以解決困擾了中國和很多其他國家幾十年的電力問題。克勞斯·烏赫勒對特高壓的評價是:“中國的特高壓輸電技術在世界上處于領先水平,中國的特高壓交流電壓標準將向世界推廣。”IEEE秘書長詹姆斯·普蘭德加斯特曾對《能源評論》表示:“中國的特高壓技術是世界上獨一無二的,是最領先的。”

  世界對中國特高壓技術的認可和贊譽,也從技術領域自然過渡到工程建設,標志性的事件就是,在巴西美麗山水電站的特高壓直流送出項目中,中國國家電網公司成功中標,實現了特高壓走出國門,“走向世界”。

  未來:同一個電網

  清潔替代已成為世界能源行業發展的大勢,構建全球能源網絡的一個終極目標就是應對全球氣候變化。目前,歐洲議會已在用立法的方式確立能源互聯網在完成歐盟節能減排和可再生能源利用中的地位。中國致力于節能減排的措施也已初見成效,根據國家發改委公布的數據,今年上半年單位GDP能耗同比下降4.2%,這是近6年來的最好成績。

  中國的現實壓力來自于東部地區的“十面霾伏窘境”,而跨區輸電被看做治理霧霾的重要措施。“十二五”能源規劃明確提出,要采用特高壓等大容量、高效率、遠距離、先進輸電技術,穩步推進西南能源基地、鄂爾多斯盆地、山西、錫林郭勒盟能源基地向華北、華中、華東地區的輸電通道。

  作為世界碳排放大國,中國面臨的國際壓力同樣不容小覷。2015年,將在巴黎舉行的第21屆聯合國氣候變化大會,很可能達成2020年后的國際減排協議,進而決定未來十幾年的國際氣候政策走向。7月14日,國家發改委副主任解振華公開表示,中國可能在2015年上半年提出達到碳排放總量峰值的時間。由此看來,留下的時間并不多了,中國必須要發揮特高壓電網在接納清潔能源、應對氣候變化中的作用。

  對于未來,何祚庥建議“中國應該充分發揮在亞洲,尤其是東南亞、南亞地區能源互聯網建設上的主導作用,爭取話語權,在標準制定、工程建設方面應該多與周邊國家開展合作。”若能如此,就正如FT中文網在2009年的一篇《同一個電網,同一個夢想?》文章中提到,“到那時候,‘同一個電網’很可能要在亞洲大陸上出現,并成為無處不在的中國制造的電器的能量來源。”而放眼更長遠的未來,同一個世界,同一個夢想,同一個電網,或許真的不遠了……

  

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