新能源
解开中国超级电网的交叉线
见道网 2021-03-31 16:04
  • 在特高压输电线路的建设方面,中国处于世界领先地位,而特高压线路对绿色未来至关重要,但中国不断扩大的输电网络也遇到了不少障碍
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由于中部的煤炭储量很少,加上冬季降雨太不稳定而无法依靠水力发电,因此湖南省长期面临频繁的停电,给居民带来烦恼和对经济增长的阻碍。因此,当2015年特高压输电线路获得批准时,人们的期望很高。新的特高压输电线路将一直从甘肃西北部能源丰富的酒泉地区一直延伸,并带来足够的煤炭,风能和太阳能来满足湖南省四分之一的能源需求。2020年12月,当冷锋袭击中国部分地区时,这种信心受到考验。 尽管世界其他地方的工厂已经在全速运转,以弥补与covid -19有关的关闭,但随着气温骤降,人们提高了供暖设备——在中国南部,供暖通常是用电的。

《人民日报》旗下的《中国能源报》在一篇分析如何避免这种限电措施的报告中,指出酒泉-湖南特高压线路长期表现不佳。一位不愿透露姓名的湖南电力专家对该公司说,它的运营速度一直略高于计划产能的一半,导致他们得出结论:湖南不能依赖其他省份。这位专家说:“远亲不如近邻。解决能源短缺问题,只能依靠当地的能源。”这是对中国特高压雄心的令人心寒的否定。特高压技术具有跨越全国的潜力,但迄今受到巴尔干化的电力系统、与绿色能源的技术不兼容,以及未来自由化市场的财务可行性问题的阻碍。

特高压输电线路造价昂贵,建造难度大,输电电压达80万伏特以上,是传统高压输电线路的两倍,在输电过程中能量损耗最小的情况下,可以传输5倍以上的电能。它们被视为解决中国能源失衡的答案:尽管风能和阳光等能源大多位于内陆,但中国大部分人口居住在沿海地区。特高压线路还将使中国更多地依赖可再生能源,如果中国要兑现习近平主席在2060年实现碳中和的承诺,这是必要的。从远处输送电力可以缓解风能和太阳能的不可预测性,使特高压成为应对气候变化的关键。

矗立在上海的特高压换流站

在上海郊区,农田和湿地之间,能听得到大海的地方,矗立着这座城市唯一的远距离特高压换流站。火车站的工程师Zhang Dezhen朝着电线的方向挥挥手指,电线一直延伸到高耸的塔楼,消失在茫茫大雾之中。他解释说,它们将上海和1900公里以外的中国西南部四川省的向家坝水电站连接起来。这条线路的最大容量为64亿瓦,可供应该市40%的电力。根据国家电网的数据,四川的水力发电使上海每年少烧130万吨煤,每年减少270万吨二氧化碳排放。2021年1月初,2020年12月席卷湖南的历史性寒流威胁到了上海电力系统的稳定。国家电网下属的上海电力公司需求响应管理中心主任郑庆荣对《第六声》表示,该公司当时预计将面临供应紧张,并已从其他省份购买了更多电力。他说,这样的购买有时会有加价。该市的特高压线路也带来了缓解。这位特高压工程师表示:“今年冬天的拨款比去年要高。”“当时,上海当地的发电站已经在尽一切努力满负荷生产。“尽管这个2400多万人口的城市因用电需求飙升,导致一些地方因设备过载而断电,但这里从未出现过用电短缺。目前,各省通过6个地区电网相连,并进行部分电力交易,但主要是根据中长期合同。政府的目标是增加电力交易,创建一个全国性的市场。与此同时,国家电网正在努力将更多的省级地区连接到特高压线路(目前有6个未连接),从而在全国范围内建立了“超级电网”。 

本地优先级

但湖南的经历和其他案例表明,这一愿景可能很难实现。目前正在建设中的白鹤滩大坝位于横跨四川和云南两省边境的金沙江上,一旦它在2022年完全完工,将成为继三峡大坝之后世界上第二大水电站。从一开始,它就打算连接两条特高压线路,将电力输送到中国东部沿海的浙江和江苏两省。然而,由于谁拥有电力的冲突,该项目已经被推迟。据报道,三峡大坝的投资者和开发商——中国三峡集团公司希望将电力直接输送到接收省份——这是一种常见的节约成本的方法。但是,这些省份在大坝规划阶段并没有表现出多大的热情,后来他们希望能从中分得一份电力,以造福本国经济。

四川方面认为,三峡大坝的电力应该先装进省级电网,然后再输送到东部,这样该省就能从中赚取传输费。国家能源局站在各省的立场上,允许各省每年保持10兆瓦时的发电量,以及白沙坦和金沙江上的另一座大坝。争端推迟了中央政府的批准,导致特高压基础设施的大部分建设(包括换流站和悬挂塔)都落后于计划。该大坝最终将每年产生62.5兆瓦时的电力,可能至少需要削减一年的电力。这一事件让人对中国特高压项目的核心原则产生了质疑:中国东部将出现能源短缺,而西部和北部的过剩能源可以弥补这一短缺。

然而,多年来,在政府政策的鼓励下,以及沿海地区劳动力成本和其他成本不断上升的情况下,工厂一直在向内陆转移。因此,中国西部地区对能源的需求正在迅速增长。官方数据显示,2020年,云南和四川的电力需求较2019年增长超过5%,增幅居全国之首。还不清楚特高压线路将如何适应未来的自由化电力市场。北京智库德拉世界环境研究中心(Draworld Environment Research Center)的分析师张树伟表示,目前,它们输送的电力在中国老式的规划体系下是“难以交付的”。通过特高压线路传输的电力通常根据长期合同,按固定价格,按固定数量交付。因此,尽管许多接收省份正在试验开放的电力市场,但不管市场情况如何,特高压线路进口的电力往往得到一定数量的使用保证。

提高特高压线路的利用率反过来促进了中国阳光充足、风大的西部地区的绿色能源生产,这是中央政府的优先任务。但国家能源局在其最新的检查报告中指出,通过特高压输电线路输送的绿色能源总量仍然低于标准。在2021年3月初公布的计划中,国家电网承诺到2025年将包括水电在内的清洁能源在远程输电项目中的比重从截至2020年的五年内的43%提高到50%。到目前为止,特高压线路还不能吸收大量的绿色电力。目前,大多数输电公司不能单独传输不均匀产生的风能和太阳能,而是需要将其与更稳定的能源捆绑在一起,如煤炭和水力发电。纯绿色能源组合带来了风险,因为它的供应可能会突然下降,威胁电网的稳定。另一种技术解决方案是将可再生能源与存储相结合,这使得它们的输出变化更小,从而更容易被特高压线路使用。与此同时,可再生能源在中国电力生产中的份额几乎肯定会上升。为了实现2060年的碳中和目标,中国承诺到2030年将非化石燃料能源消费份额从2019年的15%提高到25%。价格下跌也使可再生能源成为更廉价的选择。2021年3月2日,财经杂志《财新环球》报道称,在经历了12年的运行之后,中国历史最悠久的一条特高压线路——介于山西北部和湖北中部之间的这条线路,终于接近满负荷运行。(转载请注明见道网 www.seetao.com )见道网工程栏目编辑/葛思宇

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