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近日,《紐約時報》連續關注中國特高壓輸電網絡建設,報道稱中國已建成42條特高壓輸電線路,每一條的輸電能力都超過美國任何一條電力主干線。
當新疆的風電要送到江蘇,當青海的光伏要點亮珠三角的工廠,這些"電力高速公路"究竟是如何做到讓綠色電力跨越千山萬水的?
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3200公里的電力馬拉松
中國最長特高壓,這條超過3200公里的"電力動脈"從西北沙漠中密布的太陽能板和風力發電機起步,穿越古老河谷,翻過重重山巒,最終抵達安徽省那些生產電動汽車和機器人的現代化工廠。
這樣的工程在中國已經不是個例,目前全國42條特高壓線路像一張巨網,將西部豐富的風光資源與東部龐大的電力需求緊密連接。
其中19條采用800千伏電壓等級,22條達到1000千伏,還有一條終點位于安徽古泉的線路更是以1100千伏的超高電壓運行,輸送能力足以滿足700多萬美國家庭或4000萬至5000萬中國家庭的用電需求。
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美國在特高壓輸電領域的發展遠不及中國。目前,美國僅有少數幾條 765 千伏輸電線路,將這些線路的長度全部相加,總計約 3200 公里,這個長度僅相當于中國一條特高壓線路的長度。
美國曾規劃 “谷物帶快線” 項目,計劃把堪薩斯州的風電輸送到伊利諾伊州,項目全長僅 800 英里,卻在今年 7 月因農場主和共和黨議員的反對,失去了 49 億美元的貸款擔保,項目受阻。
即便在特朗普就職之前,美國建設一條數百公里長的輸電線路,也需要經歷長達 17 年的審批流程,而中國特高壓線路從規劃到投運,效率要高出數倍。
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直流技術的中國突破
中國特高壓的技術優勢不僅體現在規模上,更體現在效率上。多條特高壓線路采用直流輸電技術,這種技術能實現電力的超遠距離傳輸,傳輸損耗幾乎可以忽略不計,這意味著新疆阿勒泰的一度風電,送到上海時仍然是一度電。
為什么中國能做到這一點?答案藏在設備的核心技術里。以常州博瑞電力為代表的中國企業,已經為國內23個特高壓直流工程中的19個提供了核心裝備。換流閥作為特高壓直流輸電系統的"心臟"設備,負責實現交流電與直流電之間的轉換,這項技術長期被西方壟斷,如今中國不僅實現了突破,還在技術水平上實現了超越。
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在世界最高電壓等級的昌吉 - 古泉 1100 千伏特高壓直流輸電工程里,博瑞電力提供了核心換流閥設備。該工程創下多項世界紀錄,不僅電壓等級全球最高,輸送距離也達 3293 公里,輸送容量為 1200 萬千瓦,這一容量相當于 12 個大型火電廠的裝機容量。
2019年建成投運的巴西美麗山二期特高壓直流輸電工程,換流閥及直流測量等核心設備全部來自中國制造。
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2024年,中國企業還完成了巴西伊泰普水電站的換流閥改造項目,這個運行了40年的系統原本由ABB提供技術,如今卻選擇了中國方案進行升級改造。中國企業首創了"外支撐+內懸吊"全新型立式閥塔,閥塔尺寸較典型結構壓縮30%,成功實現了與原系統的兼容。
95%以上利用率的奇跡
中國發展特高壓技術的根本驅動力,來自于清潔能源發展速度超出預期的"幸福煩惱"。2020年中國提出的風光裝機目標原計劃到2030年實現,結果去年就提前6年達成。自2013年以來,風電裝機增長6倍,年均增長約20%;光伏裝機增長180多倍,年均增長約60%。
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中國的清潔能源多集中在西北與北部區域,這里陽光充足、風力強勁,是綠電的主要產地。但人口和工廠多聚集在東部沿海,而東部的多云天氣、無風夜晚,再加上河流流速緩慢,都限制了本地清潔能源的產能。因此,如何把西北的綠色電力高效輸送到東部用電區,成了能源轉型能否成功的關鍵。
特高壓網絡正是解決這一問題的完美方案。截至 2024 年底,中國風電裝機量約 5.1 億千瓦、光伏裝機量約 8.4 億千瓦,二者利用率均保持在 95% 以上,處于世界一流水平。
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2024 年前 7 個月,全國風電平均利用率達 96.3%、光伏達 97.1%,風電與太陽能總發電量達 10549 億千瓦時,約占總發電量的 20%,超過同期第三產業與城鄉居民生活用電量之和。
2023 年,風電、光伏平均利用率分別為 97.3%、98%,總發電量 1.43 萬億千瓦時,不僅超過當年 1.35 萬億千瓦時的城鄉居民生活用電量,更占全社會用電量的 15.8%,高于全球平均水平。
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為了應對清潔能源的快速發展,2024年5月,國家能源局專門印發通知,要求做好新能源消納工作。對500千伏及以上配套電網項目,國家能源局每年組織調整,為重點項目開辟"綠色通道"。近幾個月來,雖然約有一成的風電與光伏發電未能并網利用,但總體消納利用率仍維持在90%以上的高水平。
重塑全球能源格局
特高壓技術并非中國發明,但中國將其"提升到全新的高度,并不斷突破極限"。美國智庫蘭德公司經濟學家認為,在特高壓輸電技術的建設規模上,中國是"全球唯一能做到這一程度的國家"。雖然印度、巴西等國也建有部分世界最長的特高壓輸電線路,但在建設規模和運行電壓水平上,仍無法與中國相提并論。
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中國特高壓發展始于2009年全球金融危機期間,當時啟動特高壓電網建設計劃,既是為了投資刺激經濟、擴大就業,也配合了發展電動汽車與高速鐵路的宏大規劃。2011年日本福島核事故后,中國推遲核電項目,進一步加緊發展遠程輸電網絡。
這種前瞻性布局正在產生全球性影響,芝加哥大學8月發布的研究顯示,2014年以來,中國空氣污染指數下降了41%,全國人均壽命因此延長近兩年。曾經被霧霾籠罩的北京,如今幾乎不再使用煤炭發電,而是依靠數百英里外輸送來的風電和光伏電力供能。
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隨著風光新能源在電網中的占比持續提升,柔性直流輸電技術也在加速發展。2024 年 7 月,全球首個特高壓柔直工程 —— 甘肅至浙江 800 千伏特高壓柔直工程正式開工。中國企業還參與了粵港澳大灣區直流背靠背東莞工程,這一工程是目前世界上容量最大的柔性直流背靠背工程。
到2050年,中國計劃將特高壓輸電通道數量再增加兩倍。目前中國的電力消費總量已是美國的兩倍,這張不斷擴展的特高壓網絡不僅支撐著世界最大的高鐵網絡和新能源汽車市場,也為人工智能發展提供了充足的清潔電力保障。中國新增汽車中半數為新能源汽車,約4.8萬公里的高速鐵路網也全部依靠電力驅動。
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面對氣候變化的全球挑戰,中國特高壓模式為其他國家提供了可借鑒的經驗。當美國還在為一條800英里的輸電線路爭論不休時,中國已經用42條特高壓線路編織起全球最高效的清潔能源輸送網絡。這不僅是技術的勝利,更是在全球能源轉型中交出的一份亮眼答卷。
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