我國特高壓的發展從“白手起家”到走向國際只用了20多年的時間,中國人民的智慧在特高壓建設領域體現得淋漓盡致。從2006年我國第一條特高壓交流試驗示范工程開工,到2020年底,中國已經建成了“14交16直”在建“2交3直”共35個特高壓工程,在運在建特高壓線路總長度4.8萬公里。
跨省輸電規模將達3.5億千瓦
提到特高壓,就不得不提我國特高壓建設的主力軍——國家電網公司。國際能源網(微信號:inencom)了解到,目前國家電網已建成投運的特高壓累計已有28條(詳見前文:28條投運!9條待建!一文讀懂我國特高壓發展現狀!)。其中,白鶴灘-江蘇±800千伏特高壓直流輸電線路工程在2021年12月28日已經順利完成了跨越長江架設施工。
從2016-2020年國家電網特高壓跨區跨省輸送電量逐漸增長,增長幅度有所加大,2020年國家電網特高壓跨區跨省輸送電量達20764.13億千瓦時,預計2022年國家電網特高壓跨區跨省輸送電量達28346.11億千瓦時。
值得注意的是,據報道稱,“十四五”期間,國家電網規劃建設特高壓工程“24交14直”,涉及線路3萬余公里,變電換流容量3.4億千伏安,總投資3800億元。其中,2022年,國家電網計劃開工“10交3直”共13條特高壓線路。
2021年3月1日,國家電網曾發布《“碳達峰、碳中和”行動方案》提出:十四五”期間,國家電網已建跨區輸電通道逐步實現滿送,提升輸電能力3527萬千瓦。規劃建成7回特高壓直流,新增輸電能力5600萬千瓦。到2025年,公司經營區跨省跨區輸電能力達到3.0億千瓦,輸送清潔能源占比達到50%。2030年,跨省跨區輸電能力將提升到3.5億千瓦。
國家電網董事長辛保安在近日撰文表示:“持續優化電網發展布局,加大特高壓和配套電網建設力度,大力推進新能源供給消納體系建設。力爭通過“十四五”“十五五”時期的努力,將國家電網跨區跨省輸電能力由目前2.4億千瓦提高到2030年的3.7億千瓦以上,全力服務好沙漠戈壁荒漠大型風電光伏基地建設,并為各類清潔能源發展提供堅強網架支撐。”
由此可見,我們國家一直加強對特高壓建設,主要目的是為了跨區輸電做好支撐,以此保證西北部大型風電、光伏發電可以順利輸送到東南沿海地區的用能高峰省份,解決新能源消納的難題。
特高壓有多重要
所謂特高壓,就是1000kV及以上的交流電或±800kV及以上的直流電。相對于普通電線,特高壓的輸送距離是普通線路的2-3倍。
由于我國電力資源與負荷嚴重不均,80%以上的能源資源分布在我國西部和北部地區,而70%以上的電力消費集中在東部和中部,供需距離相距約800-3000km。由于資源豐富區經濟較落后,人口也比較稀少,產生的電量在那些地區無法完全消納,且電力資源不易存儲,如果沒有辦法強力輸送出去,資源就會浪費,這使得跨區域調度能力提升迫在眉睫。
特高壓建設不僅徹底扭轉了我國電力運轉受制于煤炭運輸限制的瓶頸,還讓中西部地區的可再生能源發電及時通過特高壓外送通道傳輸出去,解決其消納問題。
南方電網日前發布《南方電網“十四五”電網發展規劃》提出,“十四五”期間,南方電網電網建設將規劃投資約6700億元,投資額相比“十三五”期間同比提升36%。有行業分析師指出,南方電網“十四五”電網發展規劃落地,加速以“數字化”、“清潔化”為主要特征的“新能源為主體的新型電力系統”,其中配電網投資、特高壓系統超預期。
也就是說,不僅國家電網重視特高壓建設和投資,南方電網同樣把特高壓建設放在非常重要的位置,解決西南水電外送問題,特高壓建設也是南方電網在“十四五”期間的重要目標。
我國特高壓的發展從“白手起家”到走向國際用了20余年的時間,二十余年間,特高壓在爭議聲中幾起幾落。而隨著形勢的發展以及技術的改進,多數爭議聲已經煙消云散。
2022年1月24日下午,中共中央政治局就努力實現碳達峰碳中和目標進行第三十六次集體學習。習近平主席在主持學習提到:要加大力度規劃建設以大型風光電基地為基礎、以其周邊清潔高效先進節能的煤電為支撐、以穩定安全可靠的特高壓輸變電線路為載體的新能源供給消納體系。
這是習近平主席首次提及發展特高壓,這讓曾經備受爭議的特高壓第一次被定了性。我國發展特高壓線路已經成為電網建設的重要內容,也是我國能源結構調整的先決條件。
特高壓建設需要加速度
近年來,我國新能源產業迎來了突飛猛進的發展,截至2020年底,我國可再生能源裝機量已是世界第一。加上在國家政策的鼓勵下,2021-2022年以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點的風光大基地發電項目陸續啟動,首期100GW已經開工,內蒙、陜西、青海、甘肅、新疆等地分布較多。把新的能源運輸到用電大省,就需要特高壓運輸,所以風電和光伏新能源興起,特高壓建設速度一定要加快。
從以往的建設經驗看,我國特高壓建設的速度依然有待提高,從特高壓項目立項、審批再到招標、采購、涉及拆遷等眾多環節,導致特高壓建設的速度普遍不夠快,一條線路分幾個段,一段修下來就要一兩年的時間,整個幾百公里的特高壓線路全部完工所需時間就會相當長。
以白鶴灘-江蘇±800千伏特高壓直流輸電工程為例,該項目是2020年11月由國家發改委核準的,到現在項目依然在緊張地進行中。要保障特高壓建設速度與大型風光基地建設速度的一致性,才能確保其在解決新能源消納問題上發揮作用。
事實上,我國風電主要集中在“三北”地區,當地消納空間非常有限。風電的進一步發展,客觀上需要擴大風電消納范圍,大風電必須融入大電網,堅強的大電網能夠顯著提高風電消納能力。光伏大基地也主要定位在西部的荒漠地帶,以這種基地項目建設速度斷則數月,長則一年的建設速度,是比特高壓建設速度要快得多的。因此需要特高壓建設進一步提速,才能保證電源外送。
另外特高壓直流和特高壓交流不可偏廢。中國科學院院士、中國電科院研究員周孝信指出,直流輸電和交流輸電只能互補,不能互相取代。
直流輸電只具有輸電功能、不能形成網絡,類似于“直達航班”,中間不能落點,定位于超遠距離、超大容量“點對點”輸電。直流輸電的最大優勢是可以減少或避免大量過網潮流,潮流方向和大小均能方便地進行控制。但高壓直流輸電必須依附于堅強的交流電網才能發揮作用。
交流輸電則具有輸電和構建網絡雙重功能,類似于“公路交通網”,可以根據電源分布、負荷布點、輸送電力、電力交換等實際需要構成電網。中間可以落點,電力的接入、傳輸和消納十分靈活。定位于構建堅強的各級輸電網絡和經濟距離下的大容量、遠距離輸電,廣泛應用于電源的送出,為直流輸電提供重要支撐。因此在“十四五”期間,特高壓直流輸電和交流輸電是同步發展的。只有這樣才能滿足對于新能源消納和電源跨區調配的需求。
在新能源發電替代傳統能源的道路上,儲能、特高壓技術是必不可少的。儲能負責調峰調頻,特高壓則負責整合資源、分配資源。風光發電+儲能+特高壓,三者將發電、運輸、用電有機整合,形成新能源發電產業閉環。
作為新基建的重要領域之一,特高壓建設具備產業鏈長、帶動力強、經濟社會效益顯著等優勢。可以預見的是,新能源發電產業配套產業隨著發電滲透率的提升同步發展,特高壓產業已經蓄勢待發。